PRÁCTICA Nº 1: DETERMINACION DEL PH (Potencial de hidrogeno) h idrogeno) I.
OBJETIVOS:
II.
Reafirmar el concep to teórico del pH Conocer el potenciómetro, sus partes, aprender a manejarlo y calibrarlo. Determinar el pH de varias muestras.
MATERIALES Y REACTIVOS: y y y
III.
Becker
de 100 y 250 ml. Pipetas, baguetas. Agua destilada. HCl y NaOH Q.P.
METODO OPERATORIO: 1. Observe el equipo de estudio, haga un diagrama, asegúrese de identificar sus partes y saber la utilidad de cada una. 2. Encienda, calibre el potenciómetro. 3. Determine el pH de:
En
un vaso precipitado de 250 ml colocar aproximadamente 100ml. De solución de HCl 0.1 M y medir su pH en el potenciómetro. Posteriormente, colocar 10ml de esta solución de HCl, en una fiola fiol a aforada de 100ml y diluir a la marca con agua destilada; colocar esta nueva solución preparadaen un vaso de precipitado de 250 ml y medir el pH. Repetir la operación anterior hasta la quinta dilución y medir el pH a las distintas disoluciones. Hacer de la misma manera con el NaOH 0.1 M, para calcular ar el pH de distintas soluciones preparadas de base fuerte. y
Preparación de 100ml de NaOH 0.1M: 40g (NaOH) X 4g Y
1L 1M (solución) 0.1L 1M 0.1M
X = 4g
Y = 0.4g
Preparación de 100ml de HCI 0.1M: 36.5g (HCI) X 3.65g (HCI) 0.365g (HCI )
IV.
1L 1M 0.1 Litro 100ml de solución Y
X=3.65g
Y=1ml
RESULTADOS:
Al
agregar 100 ml. de agua al NaOH 0.1M, y someter esta solución al
potenciómetro nos arrojó un resultado que se presentan en la siguiente tabla.(ver procedimiento de soluciones).
1º experiencia
100 ml. de H2O +0.4g. de NaOH.
12.8
2º experiencia
10ml. de solución + 100ml. de H2O
11.82
3º experiencia
10ml. de solución + 100ml. de H2O
9.29
4º experiencia
10ml. de solución + 100ml. de H2O
7 .47
5º experiencia
10ml. de solución + 100ml. de H2O
7 .34
6. ¿Hubo dif erencias entre e l pH real y el calculado de las distint as solu ciones? A que se atribuy en dichas dif erencias. SÍ, en la muestra inicial la medida del pH fue la base de las mediciones posteriores, en el caso del NaOH el pH bajaba al agregarle agua y en el caso del HCL subía. 7. Encontrar la cantidad de gramos de HCl que se necesitan para preparar las siguient es cantidades. A ) 1000ml de HCl 1M
F) 250ml de HCl 1M I) 650ml de HCl 0.1M G) 300ml de HCl 0.2M J) 50ml de HCl 1.2M H) 400ml de HCl 0.5M
D) 1000ml de HCl 0.2M B) 1000ml de HCl 0.1M E) 1000ml de HCl 0.5M C) 1000ml de HCl 0.001M FORMULA GENERAL
1MOL/LITRO*(Y)LITRO*36 .5g /1mol= X gra mos y
Respuest as A ) 36.5g
B) C) D) E) F) G) H) I) J)
3.65g 0.0365g 7.3g 18.25g 9.125g 2.19g 7.3g 2.3725g 2.19g
8. Encontrar la [ H+] de las siguientes soluciones: A ) HCl 0.001M
B) CH 3COOH 0.1M C) HCl 0.02M D) H2SO4 0.03M E) 500ml HCl FORMULA GENERAL
-Log [H + ] = pH y
Respuest as A ) 0.001
B) 5.355 C) 1.699 D) 0.03 E) 0.05 9. Encontrar el pH de las siguientes con centraciones de HCl -5
A ) 1.33*10 moles/litro
B) 1.58*10-2 moles/litro C) 1.18*10 -3 moles/litro D) 6.9*10 -4 moles/litro E) 1.96*10 -4 moles/litro F) 1.3*10 -1 moles/litro G) 0.1 moles/litro H) 1 moles/ litro I) 0.2moles/litro J) CH3COOH 0.1M FORMULA GENERAL
-Log [H + ] = pH y
Respuest as A ) 4.876
B) 1.801 C) 2.93 D) 3.161 E) 3.702 F) 0.886 G) 1 H) 0 I) 0.69 J) 5.355
10. Cual sería la con centración de ione s hidrogeno en los siguient es PH. A) B) C) D) E) F) G) H)
8.3 7.2
6. 8 5.9 5.0 4.7 3.0 2.5
I) 1.0 J) 0.5
FORMULA GENERAL - pH
+
10 = [H ] y
Respuest as A) B) C) D) E) F) G) H) I) J)
-8
0.501*10 -7 0.630*10 -6 0.158*10 -5 0.126*10 -5 10 -4 0.199*10 -3 10 -2 0.316*10 -1 10 0.316
PRÁC CA N 2: RECONOC MIEN O DE AMORTIGUADORES (Buff er) I.
OBJETIVOS:
Aprender a preparar soluciones buff er, valiéndose de la ecuación de Henderson Haselbac . Comprobar e perimentalmente la eficiencia de un buff er para resistir cambios de pH por la adición de ácidos o bases. h
II.
i
MATERIALES Y REAC TIVOS: y
Bec
y
Matraz, Erlenmeyer.
y
Pipetas.
y
Baguetas.
y
Bureta
p
ers de 100 y 250 ml.
y
Agua destilada Ácido cí trico
y
Fosfato disódico
y
NaOH 0.1 M
y
HCl 0.1 M pH metro Balanza
y y y
EXPERIMENTO N° 1
1. Preparación de solución amortiguadora de Ac. Cí trico fosf ato d e sodio pH 4.5. 1.1. Realización de los cálculos Llevar a cabo los cálculos necesarios para preparar las soluciones de ácido cí trico 0.1M, NaHPO4 0.2M , NaOH 0.1M y HCl 0.1M y
Para 500 ml de HCl 0.1M al 33%
36.5g (HCI) X
1L 0.5 L
18.25g (HCI) Y
1M 0.1M
18.25g (HCI) 1. 825g(HCl)
100ml Z
y
X = 18.25g
Y = 1,825g
Z = 5,53 ml
Para 500 ml de NaOH 0.1M al Q.P
40g (HCI) X
1L 0.5 L
20g (NaOH) Y
1M 0.1M
y
1M 1M
1M 1M
X = 20g
Y = 2g
Para 250 ml de Na 2HP O4 0.2M al Q.P
268g ( Na2 HPO4)
1L
X
0.25 L
1M 1M
X = 67g
67g ( Na2 HPO4 ) Y
y
1M 0.1M
Y = 13.4 g
Para 500 ml de Ac. cí trico 0.1M al Q.P
210g (Ac. cí trico) X
105g (Ac. cí trico) Y
1L 0.5 L
1M
X = 105g
1M
1M 0.1M
Y = 10.5g
1.2. Preparación de solución amortiguadora: mezclando 272.9 ml de ácido cí trico 0.1 M con 227.1 ml de Na 2HPO4 0.2M. Medir el pH de la solución en potenciómetro que haya sido previamente calibrado. Reportar el resultado obtenido y las observaciones. 2. Verificación de la e stabilidad del amortiguador e n cuanto al cambio de pH. 2.1. Elevación del pH de la solución amortig uadora A 50 ml de la solución amortiguadora preparada en 1.2, adicionar con una bureta dif erentes volúmenes de la solución de NaOH 0.1M (en incrementos de 10 ml hasta 50 ml) Agitar perf ectamente la solución y en seguida determinar el pH de la misma. Reportar los resultados obtenidos. Respuest as
y
i. ii. iii. iv. v.
pH = 4.81 pH = 5.06 pH = 5.41 pH = 5.72 pH = 5.98
50ml de buff er + 10 ml de NaOH 50ml de buff er + 20 ml de NaOH 50ml de buff er + 30 ml de NaOH 50ml de buff er + 40 ml de NaOH 50ml de buff er + 50 ml de NaOH
2.2. Disminución del pH de la solución amortiguadora A 50 ml de la solución amortiguadora preparada en 1.2, adicionar con una bureta dif erentes volúmenes de la solución de HCl 0.1M (en incrementos de 10 ml hasta 50 ml)
Agitar perf ectamente la solución y en seguida determinar el pH de la misma. Reportar los resultados obtenidos. Respuest as
y
i. ii. iii. iv. v.
pH = 4.40 pH = 3.74 pH = 3.70 pH = 2.93 pH = 2.70
50ml de buff er + 10 ml de 50ml de buff er + 20 ml de 50ml de buff er + 30 ml de 50ml de buff er + 40 ml de 50ml de buff er + 50 ml de
HCl HCl HCl HCl HCl
2.3. Elevación del pH del agua Medir 50 ml de H 2O destilada mediante el uso de un matraz
volumétrico. En seguida, medir el pH de la misma. Adicionar el agua 20 ml de solución de NaOH 0.1M y agitar vigorosamente, para después medir el pH de la mezcla. y
Respuest a
pH = 11 ( 20 ml NaOH + 50 ml H 2O )
2.4. Disminución del pH del agua Medir 50 ml de H 2O destilada mediante el uso de un matraz
volumétrico. Adicionar al agua 20 ml de solución de HCl 0.1M y agitar vigorosamente, para después medir el pH de la mezcla. EXPERIMENTO N° 2 MECAN ISMOS DE ACCIÓN DE SISTEMAS BUFFERS
a) En un vaso de precipitado A colocar 10 ml de agua destilada + II gotas de anaran jado de metilo. En otro vaso B colocar 10 ml de buff er preparado en 1.2, y el mismo indicador. Titule A y B con HCl 0.1M anote gastos y saque conclusiones. y
Respuest as Para A Para B
0.3 ml 19.6 ml
b) En un vaso de precipitado C colocar 10 ml de agua destilada + II gotas de f enolftaleina. En otro vaso D colocar 10 ml de buff er preparado en 1.2, y el mismo indicador. Titule C y D con NaOH 0.1M anote gastos y saque conclusiones. En cada uno de los casos. y
Respuest as Para C Para D
III.
0.2 ml 19 ml
CUES TIONARIO: 1. ¿Cuál es la concentración de H + en una solu ción 0.1M de NaOH ? Se halla con la siguiente formula pH = -log [ H + ] La concentración es 0.1 2. Calcular el pKa del acido láctico cuando su concentración es 0.01 M y la con centración de l actato es 0.87 M a un pH de 4.8. Se halla con la siguiente formula pH = pka + log [ base conjugada] / [ acido] El pKa = 3.70 3. Calcular el pH de 2 litros de una solución que contiene 10ml de acido ac ético 5 M y 10ml de acetato de sodio 1 M. 4. ¿Por qué la neutralización de la acidez esto macal con bicarbonato tras una comida copiosa, provoca eructos? Se utiliza el bicarbonato, como antiácido por ser una base débil, por lo que desarrollan básicamente un mecanismo de reacciones de neutralización al reaccionar con el ácido estomacal y formar agua y una sal. Es decir, ellos hacen de tampón químico de los ácidos gástricos que aumentan el valor del pH en el estómago (los jugos gástricos poseen un valor de pH cercano a 0.8 que con la digestión de los alimentos puede subir a cerca de 2), o lo que es lo mismo reducen la acidez en el estómago. 5. Describa e l mecanis mo de acción del buff er NaHCO3/H2CO3 en presencia del HCl y en presencia de NaOH. En presencia de HCl el buffer no actúa como sustancia amortiguadora ya que no se puede observar gran diferencia cuando se comparan los pH con la muestra guía. En cambio con el NaOH se observar que el buffer si evita el cambio brusco del pH cuando se compara con la muestra guía. Y se puede llegar a la conclusión que un buffer no tiene por que actuar de igual forma con un acido y una base ya que depende de la sustancia a que es sometida.
6. Cuantos ml de ac ido acético al 50% y cuantos gramos de acetato de sodio s e necesita para preparar 1 litro de u n buff er 0.1 M de pH 4.7. sabiendo que el pKa del acético es 4.7 7. En qu e ca sos suced e acidosis metabólica en especies marinas y po r qu e llegan a producir la muerte.
Cuando el pH desciende más allá de lo tolerado por los peces, se produce en muchas especies otro tipo de enfermedad conocida como acidosis. Una de las razones más comunes para que el pH descienda es la presencia exagerada de ácidos orgánicos, producto de una superpoblación y en algunos casos, por escasez de plantas y/o iluminación inadecuada o insuficiente. La acidosis se manifiesta en forma de derrames sanguinolentos que pueden afectar el cuerpo y aletas de los peces, erizamiento de aletas, destrucción de la mucosa (y la consiguiente invasión de organismos patógenos), falta de equilibrio en la natación (debido a que la baja presión osmótica afecta la vejiga natatoria), temblores, y en el peor de los casos muerte. 8. ¿Podrá preparar se un buff ers acetato pH= 8 po r que?
Si por que al formular el buffer esté cuenta con un pH establecido y para aumentarlo a 8 se le debe añadir la base conjugada hasta obtener el pH deseado
