Práctica 3 estudio de equilibrios acido Base

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MÉXICO Facultad de Química Semestre !"#$" Equipo 1 Fecha de entrega:  22/09/2014 Elaboró: Agustín Octaio Aguirre !olorado Apolinar Orope"a #aleria $unue%  &ai%es 'oreno (aren (aren )onne • • •

*r+ctica ,- %Estudi& de e'uili(ri&s )cid&$*ase+  O(,eti-&s. Obserar el co%porta%iento .irae de coloración de un grupo de o indicadores de p  co%pararlos en una escala de po 3eali"ar una escala de p de los pares +cidobase  deter%inar la acción de los siste%as a%ortiguadoreso 5eter%inar el e6ecto que tiene la dilución sobre la disociación de una especie acidobase/i01tesis. !ada indicador produce una escala de color7 pero el alor del p no depender+ de la coloración7 si no del potencial de iones 8'ientras %+s grande sea el alor de la constante de disociación de un +cido7 %aor ser+ el alor de p de su disolución- a pendiente que relacione al alor de pa %+s grande con el alor %+s peque;o de pa ser+ la relación con %aor


Diagrama de fujo *roble%a 1

!alibrar p%etro analitico .de agu/a .'etro ' =20 p 'eter

!olocar 10 %9 de cl 0-1 '7 >artrato acido saturado7 ?i6talato 0-0@%7 acetatos 0-1'7 roropina 0-1 '7 Fos6atos o0-1'7 ?icarbonato 0-1 '7 tetraborato 0-0@ '7 BaO 0-1'C cada una en asos de precipitados @0 %9

3egistra los datos de p%etro de cada uno-

En cuatro tubos de ensao7 por separado7 se identiDcan por triplicado cada una de las soluciones-

Agregar al pri%er grupo gotas de indicador uniersal-

 Agregar al pri%er grupo gotas de indicador natural-

Agregar al pri%er grupo gotas de 6eno6taleína-

Agregar al pri%er grupo gotas de ianaran/ado de %etilo-

*roble%a 2 !alibrar p%etro

!olocar 10%9 de disolución de !l 1-0' en un aso de precipitados  en otro 10%9 de disolución de BaO 1-0''edir el p de cada uno .registrar - 'edir el p co%binado .registrar

!olocar 10%9 de disolución de Acido acEtico 0-1' en un aso de precipitados  en otro 10%9 de disolución acetato de sodio 0-1''edir el p de cada uno .registrar - 'edir el p co%binado .registrar

 !olocar 10%9 de disolución de Acido 6os6órico 0-1' en un aso de precipitados  en otro 10%9 de disolución Ba2*O4 0-1''edir el p de cada uno .registrar - 'edir el p co%binado .registrar

!olocar 10%9 de disolución de !arbonato de sodio 0-1' en un aso de precipitados  en otro 10%9 de disolución bicarbonato 0-1''edir el p de cada uno .registrar - 'edir el p co%binado .registrar

*roble%a 2 !alibrar p%etro

'edir p de

!,!OO 1'

!l 1'

Ba2*O4 1'

BaO 1'

!,!OOBa 1'

5iluir 1:100 dos eces

5iluir 1:100 dos eces

5iluir 1:100 dos eces

5iluir 1:100 dos eces

5iluir 1:100 dos eces

'edir p .registrar

'edir p .registrar

'edir p .registrar

'edir p .registrar

'edir p .registrar

Resultados Parte 1 !olor del )ndicador 5isolución de:

p niersal

!l 0-1'

1-G

 >artrato +cido sat?i6talato 0-0@' Acetatos 0-1' rotropina 0-1' Fos6atos 0-1' ?icarbonato 0-1'  >etraborato 0-0@' BaO 0-1'

,-4 ,-H I-4 I-G G-0 10I

Fenol6taleín a

Anaranado de 'etilo

)ndicador Batural .etracto de col %orada

3oo intenso

 >ransparent 3oo intenso 3oo intenso e  >ransparent 3oo 3oo 3oo e Barana  >ransparent Barana 3osa intenso e intenso intenso  >ransparent Barana Barana 3osa e intenso  >ransparent A%arillo Barana 3osa e  >ransparent A%arillo Barana 'orado e Barana #erde 3osado A"ul claro

9-1

A"ul

3osa

J%bar

ila claro

12-

A"ul

3osa

A%arillo

A%arillo

1

intenso

intenso

Re2istr& de i3ter-al&s de -ira,e4 !olor a p )nteralo de )ndicador in6erior #irae Barana de Anaranado ,-1  4-4 'etilo Fenol6taleína incolora H-,  10 )ndicador 3oo 114 niersal )ndicador 3oo 21, Batural H Cl

Ta rt

Bi ft

!olor a p superior

p(a

A%arillo

@-1

3oo

9-,

A"ul #erde A%arillo

Act Uro ’s Fosf 

Bi c

p 1 2 , 4 @ I 10 11 12 1, 14 Escala experimental de Fenoltaleína. H Cl

Ta rt

Bi ft

Act ’s

Uro Fost

Bi c

Te tr

Na OH

G

H

Te tr

NaO H

p 1 2 , 4 @ I G 11 12 1, 14 Escala experimental del Anaranjado de Metilo. H Cl

Ta rt

Bi ft

Act Uro ’s Fost

Bi c

p 1 2 , 4 @ I 11 12 1, 14 Escala experimental de la Col Morada. H Ta CL rt

p 11

1 2 12 1,

Bi ft

, 14

Ac t’s

4

Ur o

@

H

G

10

Na OH

H

Bi c

I

9

Te tr

G

Fo sf 

9

9

Te tr

H

10

Na OH

9

10

Parte  5isolución

*ar +cidobase

pHe

KAL

[A-]

xp

Jcido actico 0-1'

,-4

Acetato de Modio 0-1'

I-@

pKa tab

101 0,

4-G4

101 0,

9-2@

 !cido ac"tico # Acetato C%&C''%(C%& de $odio C'') Jcido 6os6órico 0-1'

2-2

5ihidrógen6os6ato de sodio 0-1'  !cido osrico # Di/idrgenosato de %&P'0(%P'0) sodio !arbonato +cido de sodio 0-1' !arbonato de sodio 0-1'

2icar3onato de sodio # Car3onato de sodio

%C'&)(C'&)4

!loruro de a%onio 0-1'

4-,

-

110



2-12

,

110 ,

-.,

G-19 1.+

10-, 10- 110 , 4 1  11110 4-IG , , 6.* 11. 5 7  110 9-2@ G-9 ,

10@

A%oniaco 0-1'

,.,

*.+

110 ,

4-G4

!loruro de a%onio 8 H-IG BN /BP 9-@ A%oniaco Parte Val&res de 0/ 5 0&rce3ta,e de dis&ciaci13 0&r el e6ect& de la dis&luci134 5isolución >ipo de disolución p Q de 5isociación Jcido dbil 2-I 104-G4 R 10 Q CH3COOH 1 Jcido dbil ,-G 101-,@ R 10 Q CH3COOH 1!-"  !l 1' Jcido 6uerte 1-0 S 90 Q -" Jcido 6uerte 0-0, S 90 Q HCl 1!   G-19 Jcido dbil ,-2 10 R 10 Q NaH#$O" 1 -" ,-G9 NaH#$O" 1!   Jcido dbil 4-2 10 R 10 Q BaO 1' ?ase 6uerte 12-@ S 90 Q -" ?ase 6uerte 11-@ S 90 Q NaOH 1!   9-2@ ?ase dbil H-4 10 R 10 Q CH3COONa 1 CH3COONa 1!-" 

7ara el 8cid&. !,!OO 1'

?ase dbil

G-G

10 Q R 1012-I@ R 90 Q

−5

Ka 1.8 x 1 0 ∝= = Concentración 1 M 

−5

=1.8 x 1 0

− 4.74

 y aplicando anti log =1 0

!,!OO 104 ' −5

Ka 1.8 x 1 0 −1.35 = =0.045 y aplicando antilog=1 0 ∝= Concentración 0.0004 M 

7ara la (ase. !,!OOBa 1' ∝

= ka∙Conc.= ( 5.62 x 10−10 ) ( 1 )=5.62 x 1 0−10 y aplicando anti log=1 0−9.25

!,!OOBa 104' ∝

= ka∙Conc.=

( 5.62 x 10 10 ) ( 0.0004 )=2.25 x 1 0 −

−13

−12.65

 y aplicando antilog =10

'3ser8aciones. 5e acuerdo a los resultados obserados en la escala de p7 eiste una lee distribución en algunas especies7 pues eso deber+ ser proocado por diersos 6actores7 uno de ellos puede ser el c&rrect& re2istr& de l&s  0/ e3 el 0&te3ci1metr&7 pues estos arían de acuerdo a la estabilidad del nu%ero proporcionado- Ade%+s depender+ de la concentración de iones 8 en cada una de las disoluciones7 pues de esto depender+ del alor de (a que tenga cada unoos grados de disociación del !l  el BaO7 podr+n ca%biar de %anera ligera7 pues se espera que desde un principio estos se disocien por Tco%pletoU7 pues son un +cido  base 6uertesos alores del p de las disoluciones7 ca%bia de acuerdo a el grado de disociación de la especie +cidobase presente7 pues T!uando au%enta el olu%en de la disolución7 dis%inue la concentración  au%enta el grado de disociación de la especieU7 aunque en los resultados obtenidos7

eisten algunas especies que au%entaron o dis%inueron su poder de acide" o basicidadEn las diluciones7 au%ento un poco el grado de disociación de las especies7 pero no 6ue tan notorio dicho ca%bio7 una 6or%a de erlo a escala es el ca%bio del alor de p En el caso de las disoluciones del acetato de sodio7 ca%bia un poco dr+stica%ente el grado de disociación7 pues despus de la dilución7 dicha base si obtuo una %aor disociación-

Cuestionario 1. "4 97&r 'u: el i3dicad&r u3i-ersal t&ma di6ere3tes c&l&raci&3es e3 las disti3tas dis&luci&3es am&rti2uad&rasV El hecho de que el indicador uniersal to%e di6erentes coloraciones en las distintas soluciones a%ortiguadoras se debe a que las disoluciones a%ortiguadoras tienen di6erente p  a que el indicador uniersal7 al ser una %e"cla de indicadores7 tiene di6erentes interalos de ire para cada p4 A3ali;a l&s resultad&s de la ta(la II 5 relaci&3e e3 -ire de c&l&r c&3 el 00licar c&3 tus 0r&0ias 0ala(ras c&m& act?a u3 i3dicad&r acid&$(ase4 n 6actor que nos auda a eplicar có%o actWa un indicador +cidobase es el p(a7 nos 6acilita la selección de indicadores que nos pueden ser Wtiles en un cierto interalo de p- 5ebido a que un indicador su6re un ca%bio de color cuando la concentración de  8 es la se%eante que el (a del indicador7 an+loga%ente el ca%bio de color se da cuando el p es co%parable con el p(a- En general7 un solo indicador reelar+ Wnica%ente si la concentración de  8  es %+s alta7 %+s baa o %+s o %enos la %is%a que su alor de (a- Mi se co%binan arios indicadores de distintos alores de (a7 la %e"cla a a su6rir ca%bios de color a di6erentes alores de p@4 9E3 'u: situaci13 rec&me3darías utili;ar u3 i3dicad&r u3i-ersal= el a3ara3,ad& de metil& 5 la 6e3&l6taleí3a El indicador uniersal es Wtil cuando quere%os saber cualitatia%ente el p de alguna disolución u obserar el ca%bio del p si le agrega%os otra disolución- El anaranado de %etilo nos puede serir cuando esta%os alorando una disolución %+s o %enos +cida7 en el rango de ,-1 a ,-4 en la escala de p- a 6enol6taleína es Wtil en casos en que el punto de equialencia de una titulación est+ en su rango de p7 es decir entre H-, 10-

B4 A 0artir de la ta(la II= selecci&3a el i3dicad&r adecuad& 0ara la reacci13 de 3eutrali;aci13 acid& 6uerte$(ase 6uerte4 *ode%os deducir que7 para las reacciones de neutrali"ación +cidobase 6uerte tiene un punto de equialencia igual a G7 no nos sire ni la 6enol6taleína ni el anaranado de %etilo7 pues sus rangos de p no coinciden con el deseado para obserar el punto Dnal de la neutrali"ación- Bos sería Wtil en este caso usar el indicador uniersal7 a que podría%os obserar el punto de equialencia#4 C&3stru5e u3 ma0a c&3ce0tual 'ue relaci&3e l&s c&3ce0t&s i3-&lucrad&s e3 el e>0erime3t&4 Indicador Químico de pH

Es un ácido o base débil cuya dorma disociada tiene diferente color que la forma sin disociar.

Viraje

Intervalo de viraje

El intervalo de pH en el que se produce el cambio de color.

Cambio de color del indicador 

Cuestionario  "4 97&r 'u: la dis&luci13 de u3 0ar c&3,u2ad& tie3e u3 0/ di6ere3te al 'ue te3dría3 dis&luci&3es 'ue c&3tu-iera3 ?3icame3te al acid& & la (ase *orque se conierte en una disolución a%ortiguadora donde su interalo es la di6erencia de las dos especies  el %eor punto de p de a%ortigua%iento es el inter%edio4 C&3 l&s dat&s e>0erime3tales &(te3id&s e3 la ta(la III= c&m0leta la escala de 0/4 C&l&ca cada 0ar acid&$(ase c&3,u2ad&s a l& lar2& de la escala Ba2*O4 ,*O4 !,!OO !,!OOBa  1

2

,

4

B4!l

@

B,

Ba!O, I

G

H

9

Ba!O,

10

11

12

1,

14

 

,*O4 Ba2*O4

!,!OO !,!OOBa

B4!l

Ba!O ,

Ba!O, B ,

@4 Em0lea3d& la escala a3teri&r de 0/ 'ue ela(&raste= 'ue reacci&3es se 0uede3 lle-ar a ca(& e3tre t&das las es0ecies c&l&cadas e3 la escala4 as reacciones que se pueden llear acabo son aquella en las que la pendiente entre las especies es negatia7 considerando que la di6erencia de pa sea di6erente de 04- 9Cu8l de las reacci&3es 0r&0uestas es la m8s cua3titati-a 5 la me3&s cua3titati-a 3eacción +cidobase %+s !uantitatia:  ,*O4 X 8 8 2*O4 Ba!O , X Ba8 8 !O,  ,*O4 8 Ba!O, X 8 8 Ba8 8 2*O4 8 !O, 3eacción +cidobase %enos !uantitatia: B 4!l X !l 8 B48 ! ,!OOBa X Ba8 8 !,!OO B 4!l 8 !,!OOBa X !l 8 Ba8 8 B48 8 !,!OO

Cuestionario "4 9Qu: e>0resi13 matem8tica relaci&3a la 6racci13 dis&ciada c&3 la diluci13 eca  M =

(

mol 1000 mL

1mol 1 mol ) ( ) 1000 mL 100000 mL 1 mol 1000 ml = = 100 mL 100 mL 10000000 mL 1 L

(

)=

−4

1 x 1 0  M 

Conclusiones a intensidad de la coloración de una disolución7 per%ite to%ar un par+%etro de la cercanía o de lo aleado de un alor de p- a escala de p sire para describir la acide" o basicidad de una disolución'ientras %aor sea la relación entre las concentraciones de una base  un +cido7 %aor ser+ el alor del p para un siste%a a%ortiguadorMe co%probó que al au%entar el olu%en de una disolución7 se au%entó el grado de disociación de un +cido o base  se obtiene un ca%bio en el alor del p de la disolución-

*i(li&2ra6ía4 *r&3= Te&d&re L4 %Química= la cie3cia ce3tral+4 Edit&rial 7ears&3 7re3tice /all=  edici134 M:>ic& !!B= 782i3a G"H4 *urriel Marti= Fer3a3d&4 %Química A3alítica Cualitati-a+4 Edit&rial 7ara3i36& T&ms&3$Lear3i324 Madrid= Es0aa !!"4 7824 G#G4 *urriel Martí= Fer3a3d&4 %Química A3alítica Cualitati-a+4 Edit&rial 7ara3i36& T&ms&3$Lear3i324 Madrid= Es0aa !!"4 7824 G#H4