PRÁCTICA 5 (Maneja El Potenciometro Para Determinar Acidez y Basicidad de Sustancias Químicas de Acuerdo a Los Procedimientos de Operación)

ANDRÉS ROMERO NAVARRO PRÁCTICA 5

INTRODUCCIÓN. El pH es una medida de acidez de acidez o alcalinidad de una disolución. una disolución. El El pH indica la concentración de iones hidrogeno [H]+ presentes en determinadas disoluciones. La sigla significa: potencial hidrógeno o potencial de hidrogeniones de hidrogeniones ( pondus pondus hydrogenii hydrogenii o o potentia hydrogenii; hydrogenii; del latín pondus latín pondus,, n. = peso; potentia peso; potentia,, f. = potencia; hydrogenium,n. hydrogenium,n. =hidrógeno). Este término fue acuñado por el bioquímico danés bioquímico danés S. S. P. L. Sørensen (1868-1939), quien lo definió en 1909 como el opuesto del logaritmo del logaritmo en base 10 o el logaritmo negativo, de la actividad de los iones los iones hidrógeno. La acidez es la cualidad de un ácido. un ácido. Pueden Pueden presentar características tales como sabor agrio, liberación de hidrógeno, o pH o pH menor que 7 (a 25ºC). La escala más común para cuantificar la acidez o la basicidad es el pH, que solo es aplicable para disolución para disolución acuosa. Sin acuosa. Sin embargo, fuera de disoluciones acuosas también es posible determinar y cuantificar la acidez de diferentes sustancias. Se puede comparar, por ejemplo, la acidez de los gases dióxido de carbono (CO2, ácido), trióxido de azufre (SO3, ácido más fuerte) más fuerte) y dinitrógeno (N2, neutro).

PROPÓSITO DE LA PRÁCTICA: Manejar el potenciómetro de acuerdo a los procedimientos de operación para determinar el potencial electrolítico de una solución química

GENERALIDADES pH-metro El pH-metro es un u n sensor se nsor utilizado en el e l método electroquímico electroquímico para medir el pH de una disolución. una disolución. La determinación de pH consiste en medir el potencial que se desarrolla a través de una fina membrana fina membrana de vidrio de vidrio que separa dos soluciones con diferente concentración de protones. de protones. En consecuencia se conoce muy bien la sensibilidad y la selectividad de las membranas de vidrio durante el pH. Una celda para la medida de pH consiste en un par de electrodos, uno electrodos, uno de calomel (mercurio, cloruro (mercurio, cloruro de mercurio) y otro de vidrio, sumergidos en la disolución de la que queremos medir el pH. La varita de soporte del electrodo es de vidrio común y no es conductor, conductor, mientras que el bulbo sensible, que es el extremo sensible del electrodo, está formado por un vidrio polarizable (vidrio sensible de pH).

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PRÁCTICA 5

Se llena el bulbo con la solución de ácido clorhídrico 0.1M saturado 0.1M saturado con cloruro de plata. El voltaje El voltaje en el interior del bulbo es constante, porque se mantiene su pH constante (pH 7) de manera que la diferencia la diferencia de potencial solo depende del pH del medio externo. El alambre que se sumerge al interior (normalmente Ag/ Ag/AgCl) AgCl) permite conducir este potencial hasta un amplificador.

Mantenimiento El electrodo de vidrio es relativamente inmune a las interferencias del color, turbidez, material coloidal, cloro libre, oxidante libre, oxidante y reductor. La medida se afecta cuando la superficie de la membrana de vidrio está sucia con grasa o material orgánico insoluble en agua, que le impide hacer contacto con la muestra, por lo tanto, se recomienda la limpieza escrupulosa de los electrodos. Los electrodos tienen que ser enjuagados con agua destilada entre muestras. No deben ser secados con un paño porque podrían cargarse electrostáticamente. Para quitar el exceso de agua, deben ser colocados sobre un papel sin pelusa.

Calibrado Como los electrodos de vidrio de pH mesuran la concentración de H+ H+ relativa a sus referencias, tienen que ser calibrados periódicamente para asegurar la precisión. Por eso se utilizan buffers de calibraje (disoluciones reguladoras reguladoras de pH conocido) que sirven para leer sustancias.

Precauciones El electrodo debe mantenerse húmedo siempre para evitar daños al mismo. Se recomienda que se guarde en una solución saturada de KCl; o en un buffer de solución de pH 4 o 7. No se debe guardar guardar el electrodo electrodo en agua destilada, destilada, porque eso eso causaría causaría que los iones los iones resbalaran por el bulbo de vidrio y el electrodo se volvería inútil; se calibra mediante soluciones estandarizadas.

Errores que afectan a las mediciones de pH con electrodo de vidrio Error Alcalino: Los Alcalino: Los electrodos e lectrodos de vidrio ordinarios se vuelven sensibles sensibles a los materiales alcalinos alcalinos con valor de pH mayores a 9. Error Ácido: El Ácido: El electrodo de vidrio típico exhibe un error, de signo opuesto al error alcalino, en soluciones de pH menor de aproximadamente 0,5. Como consecuencia, las lecturas del pH tienden a ser demasiado elevadas en esta región. La magnitud del error depende de una variedad de factores y generalmente no es muy reproducible. Las causas del error ácido no se comprenden bien. Deshidratación: Resultados Deshidratación: Resultados falsos. Temperatura: La medición de pH varia con la temperatura, esta variación puede compensarse.


PRÁCTICA 5

PH-METRO/ POTENCIOMETRO

Es un sensor utilizado en el método electroquímico para medir el eh de una disolución. PH es el potencial que se desarrolla atravez de una fina membrana de vidrio que se sepa dos soluciones con diferente concentraciónes protones. Buffer son las disoluciones reguladoras de pH conocido. Un potencio metro necesita (para hacer los cálculos) de unas pequeñas cositas llamadas CELDAS, estas son sumergidas en la disolución del pH que necesitamos. Lo que también ta mbién necesita un pH-metro es un electrolito, son sustancias que en solucion acuosa dan lugar a la formación y conducen la corriente eléctrica. electrolitos fuertes: totalmente ionizados electrolitos débiles: parcialmente ionizados representación de la disociación del agua.

HAY EN ESTE APARAT APARATO O VARIOS VARIOS TEORÍAS TEORIA DE SVANTE ARRHENIUS. El carácter acido está relacionado con la presencia de iones H+. El carácter básico está relacionado con la presencia de iones OHTEORIA DE NICLAU BRONSTED Acido-substancia eléctricamente neutra o iónica capaz de donar un protón. Base-substancia eléctricamente neutra o Iónica capaz de aceptar un protón. Los ácidos transfieren el protón a las moléculas de agua formando iones hidronico (H3o+) SORENSEN Estableció un sistema sencillo en el que se toma como la unidad el logaritmo negativo de la concentración de iones hidrógenos.


CLARK Denomina la unidad como pH, se define de tal manera que convierte una potencia de 10 negativo en un número entero positivo. METODOS PARA DETERMINAR EL pH.

METODOS VISUALES: Indicadores.Son sustancias que pueden utilizarse en formas de solucion o impregnadas en papeles especiales especiales y que que cambian de color color segun el caracter del pH. Papel Tornasol. El papel tornasol es un indicador de pH que se colorea de rojo sumergido en un ácido o la base, mas intenso será el color del indicador. METODOS ELECTROMETRICO E LECTROMETRICOS: S: La actividad de iones, H+ se puede determinar potenciometricamente para ello se introduce una célula electroquímica con un electrodo indicador y otro de referencia, sumergidos en la solución a la cual se le quiere determinar el pH, para generar una diferencia Potencial, que es registrada por el sistema de Medición donde se transforma a la escala de pH. El medidor de pH-metro consiste en: -electrodo de refencia -electrodo indicador -sistema de medición. Los electrodos electrodo s indicador indicador y de referencia refere ncia pierden presentarse separados o bien bien en una misma unidad, llamándose en este caso electrodos electrodo s de Ph combinados son utilizados por los medidor medidores es de pH Hanna y Carning son combinados. combinados. Solucion buffer es una solucion compuesta por acidos debiles y sus sales o de bases debiles sus sales.

MANTENIMIENTO. Un electrodo es de vidrio necesita ser inmune las interferencia del color, turbieza, material coloidal, oxidante y reductor.


El electrodo no es una buena medida cuando está esta sucia con grasa o material orgánico insoluble en agua. el electrodo tiene que ser enjuagados con agua destilada, este no se seca con un trapo, solo se coloca en un papel para que se seque. Tienden a ser calibrados periódicamente para asegurar la presicion.

PRECAUCIONES. El electrodo siempre tiene que estar húmedo. húmedo. no guardarlos o dejarlos todo el tiempo en agua destilada, ya que este resbalaria a los iones con el bulbo de vidrio y el electrodo se volverá inútil. no son medidas presos, todo depende del sentido de la vista de cada uno. Existen diferentes tipos de pH-metros

CALIBRACIÓN. Cortocircuitaron las entradas correspondientes al del electrodo indicador y al de referencia. Para verificar la calibración en el intervalo de pH 4.00 a 10.00, se conectó el calibrador HAN NA y se seleccionaron los pH 4.00, 5.5, 7.00, 8.5 y 10.00 y se registraron en el pH-metro los valores de potencial correspondientes en milivoltiosa una temp t emperatura eratura ajustada a 25 ºC. Una vez verificado el buen funcionamiento, funcionamiento, se conectaron conectaron los electrodos de vidrio y de referencia, referencia, se sumergió sumergió en una solución de pH 7.00 termostatizada a 25ºC con una precisión de ± 0.1º, y se realiza lectura en milivoltios.Luego se introdujeron electrodos en las soluciones de referencias de pH 4.00 y 10.00 y se realizaron las lecturas correspondientes en milivoltios. Se hicieron 5 lecturas en milivoltios para cada valor de pH. Para verificar la calibra ció se realizaron realizar on las lecturas de d e las soluciones de referencia en el modo pH, se obtuvo el modelo de calibra ció y se evaluaron la pendiente y el intercepto es importante que recuerde tener suma responsabilidad con este tipo de material, mas con las cosas mas pequeñas, por ejemplo las celdas de vidrio.

El pH es una medida de acidez de acidez o alcalinidad de una d una disoluci isolución. ón. El El pH indica la concentración de iones hidrogeno iones hidrogeno [H]+ presentes en determinadas disoluciones. disoluciones. La sigla significa: potenci pot encial al hidrógeno o potencial potencial de hidrogeniones de hidrogeniones (pondus hydrogenii opotentia hydrogenii; del latín pondus, n. = peso; potentia, f. = potencia; hydrogenium,n. =hidrógeno). Este término fue acuñado por el bioquímico el bioquímico danés danés S. S. P. L. Sørensen (1868-1939), quien lo definió en 1909 como el opuesto del logaritmo del logaritmo en base 10 o el logaritmo negativo, de la actividad de los iones los iones hidrógeno

ANDRÉS ROMERO NAVARRO. PRÁCTICA 5

En disolución acuosa, la escala de pH varía, típicamente, de 0 a 14. Son ácidas las disoluciones con

El pH en fase acuosa en la vida cotidiana: Sustancia pH aproximado aproximado 0 Drenaje Drenaje minero ácido ( DMA ) <1,0 Ácido de una batería una batería <1,0 Ácido gástrico 2,0 Zumo de limón de limón 2,4 - 2,6 Bebida de cola1 2,5 Vinagre 2,5 - 2,9 Zumo de naranja de naranja o de manzana de manzana 3,5 Cerveza 4,5 Café 5,0 Té 5,5 Lluvia ácida < 5,6 Leche 6,5 Agua 7,0 Saliva 6,5 – 7,4 7,4 Sangre 7,38 – 7,42 7,42 Agua de mar 8,0 Jabón 9,0 a 10,0 11,5 Lejía 13 14,0 pH menores que 7 (el valor del exponente exponente de la la concentración es mayor, mayor, porque hay más más iones hidrógeno en la disolución). Por otro lado, las disoluciones alcalinas disoluciones alcalinas tienen un pH superior a 7. La disolución se considera neutra cuando su pH es igual a 7, por ejemplo el agua.

Acidez


La acidez es la cualidad de un ácido. un ácido. Pueden presentar características tales como sabor agrio, liberación de hidrógeno, o pH o pH menor que 7 (a 25ºC). La escala más común para cuantificar la acidez o la basicidad es el pH, que solo es aplicable para disolución para disolución acuosa. Sin acuosa. Sin embargo, fuera de disoluciones acuosas también es posible determinar y cuantificar la acidez de diferentes sustancias. Se puede comparar, por ejemplo, la acidez de los gases dióxido de carbono (CO2, ácido), trióxido

de azufre (SO3, ácido más fuerte) más fuerte) y

dinitrógeno (N2, neutro). Asimismo, en amoníaco en amoníaco líquido líquido el sodio el sodio metálico metálico será más básico que el magnesio el magnesio o el aluminio. el aluminio.

Acidez en los alimentos alimentos En alimentos el grado de acidez indica el contenido en ácidos en ácidos libres; el cual es usado como un parámetro de calidad calidad en los alimentos; alimentos; mediante mediante las determinaciones determinaciones del índice de acidez o el Valor el Valor ácido (V.A) presentes en ellos. Comúnmente la acidez se determina mediante una valoración (volumetría) con (volumetría) con un reactivo r eactivo básico. El resultado (para el índice de acidez) se expresa como el % del ácido predominante en el material. Ej: En aceites es el % en ácido en ácido oléico, en oléico, en zumo de frutas es el % en ácido en ácido cítrico, en cítrico, en leche es el % en ácido en ácido láctico.

Tipos de acidez A nivel industrial, se consideran dos tipos de acidez. Se tiene la acidez natural y la acidez desarrollada. La acidez natural se debe a la composición natural del alimento o sustancia. La acidez desarrollada se debe a la acidificación de la sustancia ya sea por procesos térmicos, procesos térmicos, enzimáticos enzimáticos o microbiológicos. La que posee importancia en el aspecto tecnológico es la desarrollada. Ésta suele determinar la sanidad industrial de la sustancia para obtener productos secundarios las derdadas.

Determinación de acidez La acidez de una sustancia se puede determinar por métodos volumétricos.


Ésta medición se realiza mediante una titulación, la cual implica siempre tres agentes o medios: el titulante, el titulado (o analito) y el indicador. Cuando un ácido y una base reaccionan, se produce una reacción; reacción que se puede observar con un indicador. Un ejemplo de indicador, y el más común, es la fenolftaleína (C20 H14 O4), que vira (cambia) de color a rosa cuando se encuentra presente una reacción ácido-base. El agente titulante es una base, una base, y y el agente titulado es el ácido o la sustancia que contiene el ácido. El procedimiento se realiza con un equipo de titulación que consiste en una bureta, un vaso de precipitado, un soporte universal universal y un anillo con su nuez. Se adicionan dos o tres gotas de fenolftaleína (o colorante) y se comienza a titular (dejar caer gota got a a gota del agente titulante sobre el titilado) hasta obtener un ligero vire a rosa (en el caso de la fenolftaleína) que dure 30 segundos cuando cuando mínimo. Si es muy oscuro, la titulación ha fracasado. Se mide la cantidad de agente titulante gastado (o gasto de bureta) y se utiliza la normalidad de la sustancia.

MATERIAL, MATERIAL, EQUIPO, APARA APARATOS TOS A UTILIZAR: UTI LIZAR: POTENCIOMETRO DIGITAL 8 VASOS DE PRECIPITADO DE 250 ML AGITADOR DE VIDRIO. REACTIVOS(SUSTANCIAS COMERCIALES)= AGUA DESTILADA. EN LA PRESENTE PRÁCTICA SE APRENDERÁ A HACER UN USO CORRECTO DEL POTENCIÓMETRO POTENCI ÓMETRO QUE ES UN APARA APARATO TO ESENCIAL ESE NCIAL EN EL LABORATORIO LABORATORIO EN LA DETERMINACIÓN DE LA ACIDEZ Y BASICIDAD DE LAS SUSTANCIAS, CONOCIMOS EL PROCEDIMIENTO QUE SE DEBE DE EMPLEAR PARA SU CALIBRACIÓN Y DETERMINAMOS EL PH DE ALGUNAS SUSTANCIAS COMERCIALES, LOS RESULTADOS FUERON LOS SIGUIENTES.


PRÁCTICA 5

Dentro de la realización de la presente práctica ocupamos 8 vasos de precipitado con una capacidad de 250 ml, en cada uno de ellos agregamos aproximadamente 100 ml de cada una de las sustancias utilizadas que fueron: vinagre blanco, leche, leche, jugo de mango natural, jugo de mango industrializado, refresco de manzana, refresco de cola en dos presentaciones y refresco de naranja, uno de los objetivos que se plantearon al inicio de la práctica fue el conocer el grado de acidez que estas sustancias representan y el daño que nos están provocando al consumirlas periódicamente, periódicamente, recordando que el estomago humano es un hogar bastante bastante ácido con un ph muy bajo de tan solo 1 debido a lo que el ácido clorhídrico que hay en el estomago, esto representa representa que con tan solo consumir bebidas y alimentos muy ácidos nos pueden causar daños principalmente en las paredes del estomago y en la garganta en caso de reflujo y acidez.

Estas fueron las sustancias utilizadas en el desarrollo de la presente práctica, como podemos observar todas ellas son industrializadas de marcas muy conocidas por todos nosotros, algunas de ellas consumidas diariamente como por ejemplo la coca cola, nunca puede faltar una en la mesa en el momento de la comida, pero ninguno de nosotros se imagina el daño que nos esta causando el consumir estos productos de una manera tan frecuente sin consumir alimentos alcalinos que ayuden a la neutralización de lo ácido que es el estomago y más aun si se consumen productos ácidos. Para poder determinar la acidez de una sustancia existen tres métodos: una es con el papel tornasol, la segunda es con ayuda del potenciómetro y la tercera por titulación, la que emplearíamos en esta ocasión era la más exacta debido a que se podía detectar un potencial de hidrógeno de una manera bastante exacta debido a que cuenta con una pantalla digital para determinar el ph.

ANDRÉS ROMERO NAVARRO. PRÁCTICA 5

El potenciómetro se encontraba en una superficie plana, alejado de cualquier cualquier sustancia que pudiera emanar algún tipo de vapor o producir una reacción exotérmica, al observarlo pudimos comprobar que se encontraba e ncontraba descalibrado, descalibrado, debido a que tenía que mostrar un ph neutro de 7 y mostraba un ph de 6.58, por lo que debía de ser calibrado con ayuda de agua destilada y algunos electrodos que se encontraban en la parte de arriba después de que fue calibrado, el electrodo se deposito en un recipiente que contenía agua destilado que es un claro ejemplo de sustancia que cuenta con un potencial de hidrógeno neutro.

Se procedió a determinar el potencial de hidrógeno de cada una de las sustancias, se procedió a tomar el electrodo y a lavarlo con agua destilada se comenzó a medir el ph de las sustancias que creíamos que tenían un potencial de hidrógeno menor al de todas las demás, se introducía con suma precaución el electrodo a cada una de las sustancias, y se registraba el ph que mostraba la pantalla digital, algo muy importante que debemos recalcar es que todas las sustancias mostraban un ph menor a 5 excepto la leche comercial, lo cual nos indicaba que se trataban de productos altamente ácidos y que estábamos causándonos mucho daño, después de haber tomado lectura, se procedía a lavar el electrodo con agua destilada y se depositaba en el recipiente que lo contenía inicialmente.

Una de las sustancias que más nos sorprendió, fue el jugo natural de mango, que incluso tenía una mezcla con agua y es una de las frutas más dulces que existen en el planeta, aun así su potencial de hidrógeno se encontraba por debajo de 5 lo cual indicaba que no era una buena opción como desayuno desayuno opcional.


Por último se hizo una mezcla de todas las sustancias, suponiendo que consumíamos todas en un solo día y se determino su potencial de hidrógeno para saber cual era el grado de ácidez que podían alcanzar, fue sorprendente el que se registrara un ph de apenas 2.3 algo que representaba que se traba de una sustancia bastante ácida y solo basto de un poco de imaginación para darse cuenta cuenta del daño daño que podía ocasionarle a el estomago humano. LOS RESULTADOS OBTENIDOS EN LA DETERMINACIÓN DE ÁCIDEZ DE LAS SUSTANCIAS FUERON LOS SIGUIENTES

POTENCIAL DE HIDRÓGENO

CARÁCTER DE LA

REGISTRADO

SUSTANCIA

MANZANITA (REFRESCO)

3.51

ÁCIDA

MIRINDA (REFESCO)

3.34

ÁCIDA

JUGO NATURAL DE MANGO

4.67

ÁCIDA

3.17

ÁCIDA

7.02

NEUTRA

3.10

ÁCIDA

4.17

ÁCIDA

3.14

ÁCIDA

2.3

ÁCIDA

NOMBRE DE LA SUSTANCIA

COCA COLA NORMAL DE LATA LECHE YOMI LALA SABOR A CHOCOLATE VINAGRE BLANCO MARCA LA COSTEÑA JUGO BOING SABOR MANGO COCA COLA NORMAL DE BOTELLA MEZCLA DE TODAS LAS SUSTANCIAS


UNA DE LAS COSAS MÁS IMPORTANTES QUE SE COMPROBO FUE LA IMPORTANCIA DEL CONOCER QUE ES LO QUE CONSUMIMOS Y CUALES SON LAS CONSECUENCIAS QUE PUEDEN TRAERNOS AL CONSUMIRLOS PERIODICAMENTE, EL 90 % DE LAS SUSTANCIAS USADAS LAS COMPRAMOS E INGERIMOS PERIODICAMENTE, CON TOTAL TOTAL NORMALIDAD NORMALID AD Y NADIE SE DA CUENTA CUENTA DEL DAÑO QUE SE S E ESTA CAUSANDO, SEGÚN LOS DATOS ARROJADOS POR EL POTENCIOMENTRO, SOLO UNA SUSTANCIA TIENE UN PH NEUTRO, NISIQUIERA BÁSICO, TODAS LAS DEMAS TIENEN PH QUE OSCILA ENTRE 3 Y 5, LO CUAL LES DA LA CARACTERÍSTICA DE SER SUSTANCIAS COMPLETAMENTE ÁCIDAS Y QUE AL CONVINARSE CON EL ÁCIDO CLORHIDRICO QUE TENEMOS EN EL ESTOMAGO NOS ESTAN CAUSANDO DAÑOS IRREPARABLES, YA QUE SE DAÑAN LAS PAREDES DEL ESTOMAGO, INCLUSO DE LA GARGANTA.

RASGO RESPONSABILIDAD ACTITUD DESEMPEÑO CALIDAD

LOGRO PERSONAL 100 % 95% 99% 98%

EQUIPO 95% 90% 100% 99%

GRUPO 90% 90% 95% 90%

1. López, Raymond Chang, Kenneth A. Goldsby ; revisión técnica, Rodolfo Álvarez Manzo, Silvia Química (11a. Ponce (2013). Química (11a. ed. edición). México; Madrid [etc.]: MacGraw-Hill.ISBN MacGraw-Hill .ISBN 978-607 978-60715-0928-4. 2. Hydrange Hydrangeaa - HGIC @ Clemson University 3. http://www http://www.portalesm .portalesmedicos.com/dicci edicos.com/diccionario_medico/ind onario_medico/index.php/PCO2 ex.php/PCO2 4. «pH Neutro». México: Neutro». México: Investigación realizada por la Dirección Médica de Esteripharma. pp. 2 y 3. Consultado el 11 de julio de 2011. Rubio, Stuart Ira Fox ; traducción, José Luis Agud Aparicio, revisi r evisión, ón, Virginia V irginia Inclán (2008). Fisiología (2008). Fisiología humana (10a humana (10a ed. edición). Madrid: McGraw-Hill. ISBN McGraw-Hill. ISBN 978-84-481-6173-6 978-84-481-6173-6


PRÁCTICA 5:MANEJA EL POTENCIOMETRO PARA DETERMINAR ACIDEZ Y BASICIDAD DE SUSTANCIAS QUÍMICAS DE ACUERDO A LOS PROCEDIMIENTOS DE OPERACIÓN

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PRÁCTICA 5 (Maneja El Potenciometro Para Determinar Acidez y Basicidad de Sustancias Químicas de Acuerdo a Los Procedimientos de Operación)

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