UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA)
FACULTAD DE QUÍMICA E INGENIERÍA QUÍMICA Es!ela Aad"#ia De In$enier%a &!%#ia DEPART DEPARTAMENTO AMENTO ACADÉMICO AC ADÉMICO DE D E FISICOQUÍMICA FISICO QUÍMICA
Laboratorio de Fisicoq!"ica II
MEDICIONES POTENCIOMÉTRICAS DE P# Pro$esor%
'i$!era a!*!in, An%+al I&te'ra&tes%
Es!diane
C-di$
E.A.P
/aria N!nes, Ael Anni
12030045
In$. &!%#ia
Mall#a 6er7!a8, /erard
12030129
In$. &!%#ia
Maias :ra;e<, =sel8n :elen
12030139
In$. &!%#ia
Fec(a de )a *r+ctica%
Mi"rles 2 de #a8 del 9015 Fec(a de )a e&tre'a%
Mi"rles 11 de #a8 del 9015 Gr*o , Tr&o%
>A?@ Mi"rles de B11a# Ciudad Universitaria, 11 de mayo del 2016
ÍNTRODUCCI-N 0
M!7s sise#as +il-$is 8 *!%#is invl!ran e*!ili+ris idB+ase 8 r l an deenden r%ia#ene del valr de 6 de la sl!i-n. Un ee#l es el $rad al !al la via+ilidad 8 el rei#ien de r$anis#s 8 eids deenden del 6 del F!id de la "l!la 8 del #edi en el !al las "l!las reen. En la *!%#ia anal%ia e ind!srial, !n ade!ad nrl de 6 !ede ser esenial en la deer#inai-n del !rs de reaines de reiiai-n 8 de la elerdesii-n de #eales. Las sl!ines +!Ger sn neesaris ara la esandari
RESUMEN 1
Los objetivos de esta práctica son realizar mediciones de pH y titular potenciométricamente soluciones diluidas de diferentes tipos de ácidos y bases.
En esta experiencia con la ayuda del PH-metro medimos el nivel de PH en las diferentes soluciones diluidas. Dicas mediciones fueron comparadas con los resultados de PH obtenido de los cálculos numéricos ecos en el presente informe ! con lo cual pudimos ver las diferencias de estos dos tipos de métodos de obtener el valor del PH.
"l terminar la experiencia obtuvimos #ue el pH te$rico del %a&H de '(.)) fue de! el del H*l fue de '.)) + los de la soluciones buffer buffer ácida y básica fueron ,. y /.)/ respectivamente! y los resultados experimentales allados con el uso del Pmetro fueron de './0 el del %a&H! el del ácido fue de '.'( !el del %H,&H fue de ''.'( y finalmente la de las soluciones buffer ácida y básica fueron ,./0 y /. respectivamente! lo #ue nos da un porcentaje de error en la experimentaci$n de (.,12 para el *H(*&&H! del ).'2 para el %a&H! del '(.)2 para el H*l! y por 3ltimo del /.(2 y del ,.1(2 para las soluciones ácida y básica respectivamente.
PRINCIPIOS9 TE-RICOS
II.1.
Potencial de Hidrogeno (pH):
Del francés pouvoir ydro4ene 5poder o potencial de idro4eno6! es la escala de acidez propuesta por 7orensen la cual permite expresar de forma practica la concentraci$n del ion idro4eno y se usa u sa en soluciones diluidas en donde la concentraci$n molar del soluto es menor a '8. 8atemáticamente se expresa de la si4uiente manera9
+ ¿¿
H
¿ ¿ =−log ¿ pH =− Esto indica #ue a mayor concentraci$n de iones idro4eno 5soluci$n más acida6 menor pH. " : * se cumple #ue
II.2.
pH + pOH =14
Soluciones buffer:
7e les conoce también con otros nombres! tales como soluciones re4uladoras! tampones o amorti4uadoras. Es una disoluci$n de un ácido débil o una base débil y su sal conju4ada. Los dos componentes deben estar presentes. La disoluci$n ti ene la capacidad de resistir los cambios de pH cuando se a4re4an pe#ue;as cantidades tanto de ácidos como de bases. Las disoluciones re4uladoras son muy importantes en los sistemas #u
=na disoluci$n amorti4uadora debe contener una concentraci$n relativamente 4rande de ácido para reaccionar con los iones &H- #ue se le a;adan+ y también debe contener una concentraci$n semejante de base para #ue reaccione con la cantidad de iones H> #ue se le a;adan. "demás! los componentes ácidos y básicos del amorti4uador no deben consumirse el uno al otro en una reacci$n de neutralizaci$n. Estos re#uerimientos se satisfacen con un par ácidos-base 4
conju4ado! por ejemplo! un ácido débil y su base conju4ada 5suministrada por una sal6 o una base débil y su ácido conju4ado 5suministrado por una sal6.
En 4eneral! un sistema re4ulador puede representarse como sal?ácido o base conju4ada?ácido. "s
La acci$n estabilizadora se comprende fácilmente si se tiene en cuenta el principio de la acci$n de masas! aplicadas ala e#uilibrio e#ui librio ácido base
⇔
H+ + B-
A
En el que A es el ácido y B la base, las cuales son conjugadas; por ejemplo, el ion NH4+ y el amoniaco NH3, el ácido ac!ico "H3"##H y el ion acetato
*H(*&&-.
La expresi$n de e#uilibrio es9
+
Ka
=
−
[ H ][ B ]
+
[ H ] = Ka
[ A]
[ A] [ B ]
$uego
Esta expresi$n indica #ue el valor de pH está determinado por la relaci$n de " a @ y no por los valores valores absolutos de las concentraciones! concentraciones! aun#ue de manera aproximada! pues los efectos de la actividad var
2
[ B ] [ A]
lo anterior da explicaci$n al fen$meno por el cual el pH de una efectiva mezcla estabilizadora! se modifi#ue s$lo li4eramente en presencia de una considerable diluci$n.
II.3 II.3..
pH-m pH-met etro ro (pot (poten enci cióm ómet etro ro): ):
Es un aparato #ue se utiliza en el laboratorio para determinar el pH de una soluci$n! para lo cual tiene dos electrodos! uno indicador y otro de referencia. Aeneralmente como electrodo indicador se utiliza el electrodo de vidrio! #ue tiene ti ene un extremo sensible a la concentraci$n de los iones idronio presentes en la soluci$n cuyo pH se mide! mientras #ue el electrodo de referencia es insensible a la concentraci$n de iones idronio! cuya funci$n es la de cerrar el circuito en el sistema. "ctualmente los dos electrodos se encuentran inte4rados en un solo electrodo! donde el elemento interno es de plata-cloruro o de calomel 5cloruro mercurioso6 y el electrodo externo es de vidrio sensible al pH! y está dise;ado para mediciones de pH y temperaturas en un ran4o determinado.
J
PROCEDIMIENTO E.PERIMENTAL MATERIALES / REACTI0OS%
Materia)es% 8edidor de pH con electrodos! fiolas! buretas! pipetas! vasos! Erlenmeyer.
Reacti1os% 7oluciones re4uladoras! acido acéticos! ácido clor
Esta&dari2aci3& de) *# "etro% Para realizar medidas de pH de una soluci$n es necesario estandarizar el instrumento! lo cual debe realizarse con una soluci$n re4uladora de pH acido o básico conocido! dependiendo de la acidez de la soluci$n.
PROCEDIMIENTO Encierre el instrumento después de aber realizado conectando el electrodo. 8ida la temperatura de la soluci$n buffer. Presione c para medir la temperatura medida. "juste con la perilla %: ( asta #ue en la pantalla aparezca la temperatura t emperatura medida. Presione el control de pH para seleccionar la medida de pH. 7e repite los pasos para las demás soluciones.
Medida de *# "estras% PREPARE 100 mL:
7oluci$n #ue sea ).' % de ácido acético y ).' % de acetato de sodio. 7oluci$n #ue sea ).' % de idr$xido de amonio y cloruro de amonio. VALORE LAS SOLUCIONES:
).'% de idr$xido de sodio! ácido clor
TA4ULACI-N DE DATOS / RESULTADOS TA4LA N5 6K CONDICIONES DE LA4ORATORIO TEMPERATURA75C8
PRESI-N7""#'8
94
350
#UMEDAD RELATI0A 798 5
TA4LA N5:% N5 :% DATOS DATOS E.PERIMENTALES •
•
a+la de nsanes idas idas 8 +siasK ara TA4LA N5:;6% a+la id a"i e 7idr-id de a#ni a 9JC.
SUSTANCIA
CONSTANTE DE ACIDE<=4ASICIDAD
NH 4 OH
−5 1.8 × 10
CH 3 COOH
−5 1.8 × 10
a+la de #asas #laresK #laresK ara s!sania s!sania *!e TA4LA N5:;:% a+la inervienen en la i!lai-n.
SUSTANCIA
MASA MOLAR7G=MOL8 4J
NH 4 OH
50
CH 3 COOH
:iHala de asi •
902.99
a+la de i!lainesK das das eeri#enales TA4LA N5:;>% a+la
0o); 7'astado "L8 1i!lai-n ( NH OH ) 9i!lai-n ( NH OH ) 4i!lai-n(
10.1
0o); 7+cido=base8 7'astado "L8 B
Nor"a)idad 7+cido=base8 0.9010$(+iHala)
2.J
J
0.1N(6Cl)
J
2.J
0.1N(NaO6)
4
4
3
CH 3 COOH
•
)
a+la de #ediinesK #ediines TA4LA N5:;?% a+la eni#"rias.
SUSTANCIA ACIDA :!Ger aid 6A 6Cl
P#
SUSTANCIA 4@SICA :!Ger +si N62O6 NaO6
2.J9 9.1 1.14
P# .J9 10.2 19.
TA4LA N5>% N5 >% RESULTADOS. SUSTANCIA :!Ger aid 6A 6Cl :!Ger +si N62O6 NaO6
MÉTODO METODO POTENCIOMETRICO7* 0OLUMETRICO7*# #8 8 2.J9 2. 9.1 9. 1.14 1 .J9 .0 10.2 11.14 19. 14
9 ERRO R .94 0.5 14 2.34 9,5 0.1J
C@LCULOS Deter"i&aci3& de) *# de) N#?O#; M"d vl!#"riK wbiftalato = N NH 4 4 OH × V NH 4 OH PE ( biftalato )
Ree#la
Cal!la#s el 6 a arir de la a+laK
inicio cambia
%H( > H& ).)/1, -
%H,> >
>
&H>
e#uilibrio
5).)/1,-6
-
2
X
−5 + ( 0.0974 − X ) 1. × 10 @ QO6B 1.49
−3
× 10
Cal!la#s el 6K −3 O6Bl$ (QO6B)Bl$ (1.49 × 10 )@ 6 O6 3 a 9JC 6 11.14.
Deter"i&aci3& de) *# de) #Ac; M"d vl!#"riK N NaOH × V NaOH = N HAc × V HAc
Ree#la
H"c > H& ).)/ - 5).)/-6 -
inicio cambia e#uilibrio
H> > >
2
X
a ( 0.09− X ) 1.
−5
× 10
−3 @ Q6 1.93 × 10 @
P6Bl$ (Q6)9..
Deter"i&aci3& de) *# de )a so)ci3& ber acida% Pr la e!ai-nK 6 + T l$ (Qaid Q+ase)@ Ree#la
Deter"i&aci3& de) *# de) ber b+sico% Pr la e!ai-nK 6 a T l$ (Q+ase Qaid)@ Ree#la
"c >
Deter"i&aci3& de )os *# de +cidos , bases $ertes% Del 6ClK 6 Bl$ (0.1)1 Del NaO6K O6 Bl$ (0.1)1@ P6 3 T O614 Cal!l del renae de errrK 2E
lEteorico− Eexpl Eteorico
Co&c)sio&es , reco"e&dacio&es CONCLUSIONES% El 6B#er ns da valres de enial de 7idr-$en (6) ara diHerenes sl!ines n #a8r eai!d. Ls ids 8 las sl!ines +!Ger idas dan !n 6 #enr *!e 3, 8 las +ases 8 las sl!ines +sias dan !n 6 #a8r *!e 3. Una +!ena +servai-n 8 redi#ien d!rane la i!lai-n, al 7allar las nr#alidades rre$idas de la sl!ines a anali
RECOMENDACIONES% Anes de !ili
de !sar la +alan
A*B&dice 6;6 GR@FICOS 7PAPEL MILIMETRADO8 6;: CUESTIONARIO 6;:;6;
!pli"ue el fundamento # aplicación de las titulaciones potenciom$tricas
A*)icaci3& de Los "Btodos *ote&ci3"etros Los métodos potencio métricos se basan en la medici$n del potencial en una celda electro#u
ambién resultan muy 3tiles en la determinaci$n de las constantes fundamentales de reacciones #u
6;:;:;
Indi"ue las caracter%sticas resaltantes de los electrodos de &idrio # de combinación.
Para medir el pH se utilizan dos tipos de electrodos y cada uno de ellos tiene un prop$sito espec
6;:;>;
!pli"ue las ecuaciones para calcular el p H de soluciones buffer' indicando las limitaciones para su uso.
*onsideremos el pH de una soluci$n de un ácido débil. H" y una sal soluble del ácido! por ejemplo %a". 7e comienza por escribir9
#A7ac8 #:O
#>O A7ac8
19
& simplemente9 #A7ac8
# A7ac8
La constante de ionizaci$n esta dada por9 Ia B JH>K J"-K ? JH"K
6;>;#OA DE DATOS
4ib)io'ra$!a Libros% Pons 8uzzo! Fisico#u
P+'i&as Heb% %!!p&''es()i*ipedia(org')i*i'H %!!p&'')))(monograias(com'!ra %!!p&'')))(monograias(com'!rabajos3'me!odo bajos3'me!odospo!enciome!ricos'me spo!enciome!ricos'me!odos!odospo!enciome!ricos(s%!ml %!!p&'')))(quimine!(com'ar!iculos'que-son-los-elec!rod ue-son-los-elec!rodos-para-medir-p%os-para-medir-p% %!!p&'')))(quimine!(com'ar!iculos'q .3/3(%!m
14
