UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ZARAGOZA
QUÍMICA FARMACÉUTICO BIOLÓGICA
LABORATORIO QUÍMICA ANALITICA
“Fuerza de los ácidos. PH resultante
de mezcla de ácidos”
PROFA: MARTHA SILVIA GARCÍA ROSAS
ALUMNO: LÓPEZ LÓPEZ YAHIR
GRUPO: “1353”
01/SEPTIEMBRE/2016
“Fuerza de los ácidos. PH resultante de mezcla de ácidos”
RESUMEN Se determinó el PH de cuatro ácidos de diferente fuerza mediante cálculos matemáticos (PH teórico) dependiendo de la fuerza de cada uno, así como el PH experimental por medio del potenciómetro, se realizaron tres mezclas de diferente pKa y se observó que siempre el ácido de menor pKa impone el PH en la mezcla. PALABRAS CLAVE: Ácido, Mezcla de ácidos, PH, pKa, Potenciómetro, Fuerza ácida, Ácido acético, oxálico, láctico, cítrico. HIPÓTESIS El ácido con menor pKa presenta mayor disociación de sus moléculas protonando en mayor cantidad comparado con uno de menor pKa por lo que será el que impondrá el PH en una mezcla de n ácidos. MARCO TEORICO Un ácido es una sustancia que se ioniza en disolución acuosa para
formar
iones
+¿ H 3 O¿ ¿
para
así
aumentar su concentración, existen en la actualidad tres teorías que describen lo que es un ácido. Arrhenius decía que eran sustancias que producían iones H+ en agua. Bronsted-Lowry veía a los ácidos como sustancias capaces de donar un protón, lo cual explicaba la acidez en compuestos que no estaban en disolución acuosa, pero estaba muy limitada y no explicaba algunos compuestos que con la teoría de Lewis se podían explicar, Lewis veía a los ácidos como sustancias capaza de recibir un par de electrones. El PH de un ácido dependiendo su fuerza se puede calcular con el uso de diferentes ecuaciones y esta mide la concentración de iones H+ en disolución acuosa y se define como el -log [H+] así como el uso del potenciómetro que mide la diferencia de potencial (milivolts) que varía con el PH.
A continuación, se ven las diferentes ecuaciones para determinar el PH según la fuerza del ácido: Fuerza
%α
Débil
%α <10
Formula
1 1 Pka− logC 2 2
Media Fuerte
90>%α> 10 %α≥90
[H+]2+[H+]Ka-KaC
-log[H+]
Los ácidos se pueden clasificar dependiendo de la fuerza que poseen es decir el nivel de disociación que presentan en el medio siendo los fuertes aquellos con mayor grado de disociación y análogamente los que menor grado de disociación presentan son los ácidos débiles. PROCEDIMIENTO Se hicieron soluciones de ácidos 0.1 M y se calculó su PH teórico y experimental con potenciómetro quedando de la siguiente manera: Ácido Láctico Acético Cítrico Oxálico
PH teórico 2.43 2.878 2.06 1.28
PH experimental 2.28 2.854 2.04 1.42
De esas soluciones se hicieron tres mezclas de ácidos dos de dos y una mezcla con tres ácidos con un V total Ácido Oxálico Acético
Pka 1.252 4.757
PH ácido 1.42 2.85
PH MEZCLA
1.80
de 20 mL se les midió su PH y se comparó con el PH teórico. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Primer mezcla 7 mL ácido cítrico 7 mL ácido láctico 6 mL ácido acético Segunda mezcla 10 mL ac. acético 7 mL ácido oxálico Tercer mezcla 7 mL ácido oxálico
13 mL ac. Láctico Si comparamos los pKa y los PH de la primera mezcla el pKa más bajo tendría que ser el que imponga el PH, sin embargo, se puede observar que el PH resultante de la mezcla se asemeja más al láctico con una diferencia en el PH de 0.09 comparada con 0.15 del cítrico que es el del pKa más bajo, cabe destacar que ambos tienen un pKa muy similar y ambos son ácidos débiles, sin embargo, el porcentaje de disociación del ácido láctico es de apenas el 3.64 % comparado con el acético que es del 8.71% por lo que este en teoría debió haber impuesto el PH. Ácido Cítrico Láctico Acético
Pka 3.08 3.86 4.75 7
PH ácido 2.04 2.28 2.85
PH MEZCLA
2.19
De la segunda mezcla comparando nuevamente pKa y PH se aprecia que la mezcla va encaminada hacia el PH del ácido oxálico el cual posee el pKa más bajo y el mayor nivel de %α con un valor de 51.89 %. La diferencia de PH con el ac. oxálico es de 0.38 PH teórico PH experimental a 2.31 2.19 comparación con el acético que es de 1.05 por lo que en este caso el ácido oxálico PH teórico PH experimental fue 1.57 1.80 quien impuso el PH en la mezcla. PH teórico PH experimental De la 1.55 1.75 tercera muestra volviendo al mismo procedimiento comparativo se puede
ver que el PH resultante se asemeja al ácido oxálico cuyo pKa es el más bajo con una diferencia de 0.33 a diferencia del láctico la cual es de 0.53, en cuanto al porcentaje de disociación retomando el dato del ácido oxálico de 51.89% comparado con un 3.64% que es menor, así se comprobó nuevamente que el ácido con pKa más bajo impuso el PH Ácido Oxálico Láctico
Pka 1.252 3.86
PH ácido 1.42 2.28
PH MEZCLA
1.75
Analizando los datos entre los PH teóricos y los experimentales se puede ver que la diferencia promedio entre uno y otro fue de 0.18 lo cual nos está hablando de una buena fiabilidad en los resultados teóricos y mencionando también que aun tomando los PH de diferentes potenciómetros los datos fueron confiables. CONCLUSIÓN En dos de las tres mezclas se vio que el ácido con el Pka más bajo presentaba mayor porcentaje de disociación y su PH era el que más se asemejaba al PH resultante de la mezcla, sólo en el caso de la primer mezcla de tres ácidos con Pka muy similar el resultado arrojo que quien imponía el PH era el segundo con el Pka más bajo y había una incoherencia pues al calcular su porcentaje de disociación se notó que había una gran diferencia entre estos, el posible error pudo estar atribuido a
la mala medición del PH, es decir, el constante movimiento de los electrodos o al no ser soluciones patrón. Otra observación es que independientemente de que se agregó más cantidad de ácido con el pKa más alto el PH tendía inclusive así hacia al del pKa más bajo. Los cálculos matemáticos de PH tanto para las mezclas de ácidos como calcular el PH del ácido solo fueron extremadamente parecidos con un margen mínimo del 0.18 lo que nos hace creer que son precisos para determinar el PH de una solución sin necesidad de recurrir a un método físico como lo es el potenciómetro.
BIBLIOGRAFIA Harris, Daniel C. Quantitative Chemical Analysis, 6ª edición, Barcelona, 2012. Seminario de Ing biomédica. Facultad de medicina e ingeniera. Electrodos para medir PH, recuperado de http://www.nib.fmed.edu.uy/Ciganda.pdf Raymond Chang. Química. Mc Graw-Hill, México, 2002. The Merck Index, 8a edición, Stecher P.G. Merck Co. USA, 1968. Perez Vega, Felipe. Velazquez Vaquero, María G. Fundamentos del análisis farmacéutico. Equilibrio químico, FES Zaragoza.
