Química Inorgánica 2016-III
Laboratorio 1 En el curso se ha programado un laboratorio 1. La 1. La evaluación del laboratorio será de carácter mixto: 1.
Evaluación Individual:
2.
En la plataforma educativa Nimbus se implementará una prueba (tipo Test) sobre el video del experimento del laboratorio, con un peso máximo de 8/20. La prueba virtual se desarrollará en el Nimbus. Revisa previamente los materiales y recursos que se indican como insumos, así como materiales complementarios complementarios que asigne el docente. Recuerda que tienes “20” minutos para desarrollar la prueba virtual.
Evaluación Grupal: Al finalizar el experimento en el laboratorio, el equipo de estudiantes presentará un informe escrito de resultados. El informe tendrá una calificación máxima de 12/20. Revisa la guía de laboratorio que se presenta a continuación.
Laboratorio Nº 3: Ácidos y bases débiles
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LABORATORIO 1 CONSTANTE DE IONIZACIÓN DE UN ÁCIDO DÉBIL I. OBJETIVOS Calcular el porcentaje de ionización de un ácido débil a diferentes concentraciones. Determinar el porcentaje de error entre la constante de acidez teórica y experimental. II. PRINCIPIOS TEÓRICOS Ácidos y Bases Débiles Son aquellos ácidos y bases que se disocian de manera parcial ( α%<5%) al ser disueltos en agua, alcanzando un estado de equilibrio entre las moléculas no disociadas y los iones generados. Estos ácidos y bases débiles son malos conductores eléctricos debido a la baja presencia de iones en la solución; por tal motivo se les denomina electrolitos débiles. ELECTROLITO FUERTE
Disociación total en iones
ELECTROLITO DÉBIL
Disociación parcial en iones
Una manera práctica de recordar a los ácidos y bases débiles, es memorizándose la lista de los ácidos y bases fuertes; por consiguiente cualquiera acido o bases que no apareciera en la lista será considerado débil. ÁCIDOS FUERTES: HCl, HBr, HI, H2SO4, HNO3 y HClO4 BASES FUERTES: LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Ca(OH)2, Sr(OH)2 y Ba(OH)2
Para caracterizar de forma cuantitativa el estado de equilibrio que alcanza todo ácido y base débil, se define la constante de acidez (Ka) y la constante de basicidad (Kb).
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Constante de acidez
)
Es una medida cuantitativa de la fuerza de un ácido en una solución. Sea el ácido débil monoprótico, AH; con concentración inicial,
C 0.
+ Inicio Ionización
C 0
-
-
-x
+x
+x
Equilibrio
C 0 - x
x
x
En el estado de equilibrio, la
Donde;
tendrá la siguiente expresión:
son las concentraciones molares en el estado de
equilibrio. Reemplazando: -3
Nota: Si la constante de acidez es menor a 10 , entonces el valor de x en el
denominador se puede despreciar para facilitar el cálculo. De la expresión de la constante de acidez, se deduce que a , mayor fuerza de acidez por consiguiente mayor constante de acidez. De manera muy similar ocurre para las bases débiles, cuanto mayor sea la constante de basicidad (Kb), mayor será su fuerza de basicidad.
F U E R Z A D E Á C I D E Z
Tabla Nº 1. Constante de acidez de algunos ácidos débiles a 25°C
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Grado de Ionización (i)
Expresa el grado en que las moléculas de ácido o base débil se han ionizado. Se calcula:
Porcentaje de ionización
Potencial de Ión Hidrógeno (pH) Es un parámetro que permite expresar el grado de acidez de una solución ácida. Se define:
Donde,
es la concentración del ión hidrógeno en la solución.
III. PARTE EXPERIMENTAL a) MATERIALES Y EQUIPOS Bureta.
b)
Bagueta. Probeta 10 m. Soporte universal. Pinza nuez. Vaso precipitado de 100 ml. Sensor de pH. VERNIER LAB QUEST o pH – metro
REACTIVOS Ácido acético (disolución) 0.5 M.
Agua destilada.
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Fig. 1
c)
PROCEDIMIENTO En un vaso de precipitados de 100 ml añadir 10 ml de CH3COOH. Armar el sistema tal como se muestra en la Fig. 1 Enjuagar la bureta de con agua destilada, para luego llenarla con el mismo líquido. Colocar el sensor de pH en la solución de CH3COOH y posicionarlo cerca a la pared el vaso. Preparar el VERNIER LAB QUEST ó pH-metro para la recolección de datos. Primero se limpia el sensor del pH-metro, lavando con agua destilada el electrodo de vidrio y enjuagando bien. Hay que tener cuidado con el electrodo de vidrio que es muy delicado. Esta rutina de lavar el pH-metro debe hacerse cada vez que se cambie de disolución. En caso del pH-metro se debe proceder a calibrar los electrodos, usando la disolución de referencia de pH=4, la medida debe ser pH=4 y marca pH=4.3. Utilizando el software del fabricante, se calibra, forzando a pH=4; el proceso se repite con la disolución de pH=7. Una vez calibrado el pH-metro, enjuagar el electrodo con agua destilada y proceder a medir el pH de la solución. Adicionar desde la bureta ciertos volúmenes de agua destilada como se muestran en la Tabla 2. Tomar lectura en cada caso del nuevo pH de la solución. Tabla Nº 2. Ensayo 2 3 4 5
Volumen de agua destilada adicional (ml) 5 5 5 5
Nota: Si durante la adición del agua destilada se vacía la bureta, volver a llenarla.
Autor: Laboratorio de Química UTP Revisado, aumentado y corregido: Equipo de Laboratorio de Química UTP Última Actualización: Agosto del 2016
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REPORTE DE LABORATORIO DE QUÍMICA INORGÁNICA PRÁCTICA N°03: CONSTANTE DE IONIZACIÓN DE UN ÁCIDO DÉBIL Profesor: Fecha: Horario: Integrantes: Apellidos y Nombres
Apellidos y Nombres
1) 2) 3) 4) I.
5) 6) 7) 8) CÁLCULOS Y RESULTADOS Completar los resultados y adjuntar los cálculos en una hoja adicional. Valores iniciales [mol/l ] 0
CH3COOH
pH
1.1 Completar la siguiente tabla de acuerdo a los datos obtenidos:
Cantidad de Agua (ml) agregada
Volumen total de Solución(ml)
0
10
Concentración (M)
pH
5 5 5 5
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1.2 Completar la siguiente tabla y hallar el % de error entre la constante de acidez teórica promedio y la constante experimental.
pH
Dónde:
[H+]
α
α%
Ka
[H+] Ionizado = Concentración Ionizada. Inicial = Concentración Inicial. =
Obtener un promedio de la constante de acidez obtenida en cada caso, para luego hallar el porcentaje de error. Sustancia Kateórica
Ka experimental promedio
% error
CH3COOH 1.3 Realizar una gráfica entre el porcentaje de ionización y la concentración. II. CONCLUSIONES: 1) 2) 3) 4)
III. CUESTIONARIO: 1) ¿Qué entiendes por porcentaje de ionización, de acuerdo a la práctica realizada? 2) ¿Con que otra sustancia podrías experimentar y determinar su porcentaje de ionización? Laboratorio Nº 3: Ácidos y bases débiles
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