Laboratorio Nº07 Química General
INDICADORES DE ÁCIDO-BASE. MEDICIÓN DEL pH
Profesor:
Garay Sifuentes, Juan de Dios Integrantes:
De Paz Rodríguez Julio César 20154154B Olano Guerra, Ana Nohelia 20150213D Solís Morales, Piero Javier 20154133E Fecha de realización:
2 de junio Fecha de entrega:
24 de junio
2015
LABORATORIO N° 06 INDICADORES DE ÁCIDO-BASE. MEDICIÓN DEL pH OBJETIVOS:
Mediante uso de los distintos tipos de indicadores como por ejemplo: Rojo de metilo, fenolftaleína, anaranjado de metilo entre otros. Conoceremos el grado de acides como de basicidad y así determinar el pH de la solución a estudiar. Conocer los indicadores de pH y su forma de uso. Preparar soluciones diversas.
FUNDAMENTO TEÓRICO:
SOLUCIONES: Se denomina solución a un sistema homogéneo compuesto por la mezcla de dos o más sustancias denominadas soluto (el que se disuelve) y solvente (medio de disolución) Las soluciones son sistemas homogéneos formados básicamente por dos componentes. Solvente y Soluto. El segundo se encuentra en menor proporción. La masa total de la solución es la suma de la masa de soluto más la masa de solvente. La capacidad que tiene un soluto de disolverse en un solvente depende mucho de la temperatura y de las propiedades químicas de ambos. Por ejemplo, los solventes polares como el agua y el alcohol, están preparados para disolver a solutos iónicos como la mayoría de los compuestos inorgánicos, sales, óxidos, hidróxidos. Pero no disolverán a sustancias como el aceite. Pero este si podrá disolverse en otros solventes como solventes orgánicos no polares. Las soluciones químicas pueden tener cualquier estado físico. Como puede efectuarse en diferentes fases, podemos encontrar: a. Soluciones liquidas (mezcla de 2 líquidos, sólidos en líquido, gas en liquido) b. Soluciones gaseosas (mezcla de dos gases) c. Soluciones solidas (mezcla de 2 sólidos) Soluciones acuosas: Se habla de una disolución acuosa (aq o ac) siempre que el disolvente (o el disolvente mayoritario, en el caso de una mezcla de disolventes) es agua. El agua como disolvente es muy polar y forma puentes de hidrógeno muy fuertes. Las disoluciones acuosas tienen una gran importancia en la biología, desde los laboratorios de ciencia básica hasta la química de la vida, pasando por la química industrial. Por la vasta cantidad y variedad de sustancias que son solubles en agua, esta se denomina a veces disolvente universal.
CONCENTRACIÓN:
La concentración es la relación que existe entre la cantidad de soluto y la cantidad de solución o de solvente. Esta relación se puede expresar de muchas formas distintas. Una de ellas se refiere a los porcentajes.
Principales formas de expresar la concentración de una solución: a. % en un peso (%p/p)gr. Soluto /100 gr solución b. % vol. (%v/v): ml soluto / 100ml solución c. Peso en volumen (%p/v) gr soluto /100 ml solución d. Molaridad (M): moles soluto / volumen de solución e. Normalidad (N) peso equivalente / litro de solución f. Molalidad 1(m) moles soluto / kg solvente
EL pH: El concepto de pH (Potencial de Hidrógeno) fue definido por primera vez por Soren Poer Lauritz Sorensen (1868-1939) Bioquímico danés, originalmente Sorensen. En el año de 1909. La escala de pH representa las diferentes concentraciones del ion (H +) (ion Hidrógeno), en varias soluciones sin necesidad de utilizar números en forma exponencial, debido a que con frecuencia son números muy pequeños y por lo tanto es difícil trabajar con ellos, fue así entonces que se decidió trabajar con números enteros positivos. El pH de una disolución se define como el logaritmo negativo de la concentración del ion hidrógeno expresado en (mol/litro), la escala de pH se define por la ecuación: pH = - log [H+] El logaritmo negativo proporciona un número positivo para el pH, además el termino [H+] corresponde a la parte numérica de la expresión para la concentración del ion hidrógeno.
Debido a que el pH solo es una manera de expresar la concentración del ion hidrógeno, las disoluciones ácidas y básicas (25°C), pueden identificarse por sus valores de pH como sigue: • Disoluciones acidas: [H +] > 1,0 x 10-7M, pH < 7.00 • Disoluciones básicas: [H +] < 1,0 x 10-7M, pH > 7.00 • Disoluciones neutras: [H +] = 1,0 x 10-7 M, pH = 7.00 Se observa que el pH aumenta a medida que él [H +] disminuye. En el caso del pura, tendremos: La disociación del H 2O es: + − → ← Por tanto [ + ] = [− ] = 1 × 1 0− ⁄
= log[+ ] = log(1 × 1 0− ) = 7 ∴=7 A 25°C, el pH del agua pura y de cualquier solución acuosa que contenga concentraciones iguales de ion hidronio y de ion hidroxilo es 7.
INDICADORES: La determinación del pH de una solución es un problema usual en el laboratorio químico, que se resuelve de manera aproximada mediante el empleo de un indicador. Un indicador es un compuesto orgánico en propiedades de ácido débil o base débil, cuyo ion y la molécula correspondiente presentan coloraciones diferentes. La determinación del pH se debe a que la especie molecular del indicador tiene un color y la especie iónica tiene otro color y de esta manera la especie cuya concentración prima dará el color a la solución.
OBSERVACIONES EXPERIMENTALES:
MATERIALES
Tubo de ensayo
En los laboratorios se utiliza para contener pequeñas muestras líquidas, y preparar soluciones.
Bureta
La Bureta es un tubo graduado de gran extensión. Posee un diámetro interno uniforme en toda su extensión, esta provista de una llave o adaptadas con una pinza de Mohr, que permite verter líquidos gota a gota.
Vaso precipitado
Pipeta
Gradilla
Su objetivo principal es contener líquidos o sustancias químicas diversas de distinto tipo. Como su nombre lo dice permite obtener precipitados a partir de la reacción de otras sustancias.
Las pipetas permiten la transferencia de un volumen generalmente no mayor a 20ml de un recipiente a otro de forma exacta, este permite medir alícuotas de un líquido con bastante precisión. Una gradilla es un utensilio utilizado para dar soporte a los tubos de ensayos o tubos de muestras. Normalmente es utilizado para sostener y almacenar los tubos. Este se encuentra hecho de madera, plástico o metal.
SOLUCIONES
INDICADORES
PROCEDIMIENTOS, TABLAS Y RESULTADOS: Experimento Nº 01:
Experimento Nº 02: Conocer el comportamiento de un indicador frente a un ácido y una base. 1 2 3 4 5 6
INDICADOR ÁCIDO BASE Fenolftaleína Incoloro Rojo grosella Anaranjado de metilo Rojo Amarillo naranja Rojo de cresol Rojo naranja Morado Azul de metileno Azul oscuro Azul intenso Azul de bromotimol Amarillo Azul eléctrico Rojo congo Azul violeta Rojo naranja
Indicadores: Fenolftaleína y Rojo de cresol.
Indicadores: Azul de metileno, Azul de bromotimol, Rojo congo y Anaranjado de metilo.
Experimento Nº 03: Medir el pH de cuatro sales.
Observar con ayuda del papel tornasol y el pH universal, que pH aproximadamente tiene cada una de las soluciones.
TUBO Nº 1:
…
= 1,8 × 10−5
+ + → ←
TUBO Nº 2:
…
= 4,8 × 10−
− − − → ←
TUBO Nº 3:
…
= 1,8 × 10−5
− − → ←
TUBO Nº 4:
…
= 4,2 × 10−
− − → ←
CUESTIONARIO:
De ejemplos de soluciones líquidas no acuosas. El aire (mezcla de gases) y, el gas doméstico (butano y trazas de metilmercaptano), el mercurio, los alcanos con cadena mayor de cinco carbonos y menor de 18 carbonos, el benceno.
¿Qué son ácidos y bases débiles? Ácidos débiles: Un ácido débil es aquel ácido que no está totalmente disociado en una disolución acuosa. Aporta iones H + al medio, pero también es capaz de aceptarlos. Si representáramos el ácido con la fórmula general HA, en una disolución acuosa una cantidad significativa de HA permanece sin disociar, mientras que el resto del ácido se disociará en iones positivos H + y negativos A-, formando un equilibrio ácido-base. Bases débiles: Una base es, en primera aproximación (según Arrhenius), cualquier sustancia que en disolución acuosa aporta iones OH al medio. Los conceptos de base y ácido son contrapuestos. Para medir la basicidad (o alcalinidad) de un medio acuoso se utiliza el concepto de pOH, que se complementa con el de pH, de forma tal que = , (Kw en CN de PT es igual a 10 14). Por este motivo, está generalizado el uso de pH tanto para ácidos como para bases. −
−
¿Cuál es la diferencia entre una solución ácida, básica y neutra? La soluciones básicas son las que tienen el pH >7. Las soluciones neutras son las que tienen un pH=7(único compuesto el agua) las soluciones ácidas son las que tienen un pH<7.
¿Cuáles son los pH de una solución 0.02N de HCl una solución de KOH 0.02N?
= × [] = 0.02 × 1
= log[+ ]
[ ] = [ +]
→ = 1.70
→ [+ ] = 0.02
→ = 1.70 [ ] = 0.02 × 1
: = 14
[ ] = [− ]
∴ = 12.3
→ [− ] = 0.02 = log[−]
Para el experimento Nº 02 indique el color de la muestra para cada indicador y determine en forma aproximada el pH de la muestra Tubo 1: COLOR AMARILLO pH = 5 Tubo 2: COLOR AZUL MARINO pH = 11 Tubo 3: COLOR VERDE OSCURO pH = 9 Tubo 4: COLOR AZUL OSCURO pH = 10 Si el pH de una solución de ácido fórmico (HCOOH) es de 2.35. ¿Cuál es la constante de disociación del ácido fórmico? − + → ←
CONCLUSIONES:
Con el desarrollo experimental de la presente práctica nos pudimos percatar de que la concentración de una solución depende directamente de los factores de molaridad y normalidad, las cuales son propiedades que determinan las características de una solución, con lo cual se puede saber que tan básicas o ácidas pueden ser estas soluciones. Con lo anterior se puede llegar a la conclusión de que es muy importante tener presente el conocimiento de las expresiones que nos ayudan a conocer lagunas de las características básicas de una solución, con las cuales se pueden calcular soluciones de diferentes grados de concentración. También nos pudimos percatar de la importancia que representa el manejo de soluciones, ya que el costo de las mismas puede ser muy variado, y si al instante de producirlas no se presta atención a la concentración y densidad de los
compuestos y no se valoran adecuadamente, pueden variar considerablemente, afectando de una manera drástica la calidad de la concentración y en algunos casos inutilizándola, ya que se le puede saturar.
RECOMENDACIONES:
Para la el acto de la práctica se tiene que utilizar guante como protección, ya que si manejas con las manos desnudas el ácido clorhídrico y el hidróxido de sodio puede, saltar a tu ojos y puede causar severos daños llegando a producir ceguera y a la piel irritación. Buretas: Estas liberan cantidades variables de líquido en una forma exacta, por lo cual son usadas en titulaciones volumétricas. Como en las pipetas, cualquier líquido que quede en la punta deberá ser removido tocándola ligeramente en la pared interior de la vasija. Lavado de artículos de plástico: El éxito de un experimento depende bastante de la libertad de contaminación de los reactivos y de esto depende en parte de la limpieza de sus recipientes.
