RESUMEN En ésta práctica de laboratorio se realizó la estandarización de soluciones patrón, con lo cual se deter determin mino o la conce concentr ntrac ación ión norma normall de difere diferent ntes es susta sustanci ncias as las cuale cuales s sirven sirven para para determinar la acidez o alcalinidad de ciertos alimentos, como por ejemplo: leche, vinos, jugos, etc. También en ciertos casos estas sustancias sirven como agentes tampón o amortiguadoras, con lo cual se mantiene la acidez o alcalinidad en los alimentos, este hecho es de vital importancia, ya ue con un leve cambio en la concentración de hidrogeniones en la célula se puede producir un paro en la actividad de las enzimas. !e obtuvo ue la concentración normal del biftalato de potasio se encuentra entre ",##$ y ",##". ",##". %a del carbonato de sodio está entre ",#&# ",#&# y ",#&&. ",#&&. ' la del ()l ue se realizo realizo por método método indirecto indirecto se obtuvo obtuvo ue ten*a ten*a entre entre ",#+# y ",##-+. )on lo cual se concluye ue la estandarización de agentes patrón, se calculan mejor con patrones primarios, ya ue con métodos indirectos se pueden producir cambios en el resultado debido a ue se puede disolver mas la solución o se puede pesar con error, por lo tanto la normalidad o concentración de la solución puede dar un valor con mayor desviación estándar. !olución n patrón, patrón, Estanda Estandarizac rización ión,, !olución !olución amortigu amortiguador adora, a, método método PALABR LABRAS AS CLA CLAVE: VE: !olució indirecto de estandarización.
INTRODUCCION %a volumetr*a o valoración es la medición cuantitativa de la capacidad de combinación de una sustancia con respecto a un reactivo. En general, las valoraciones se realizan agregando cuidadosamente un reactivo de concentración conocida a una solución de la sustancia, hasta ue se juzga ue la reacción entre ambos ha sido completa, luego se mide el volumen del reactivo empleado. %a solución del reactivo de composición eactamente conocida ue se utiliza en una valoración recibe el nombre de solución valorada o solución patrón. /ran parte de los solutos ue se utilizan en la preparación de reactivos titulantes, no pueden considerarse como patrones primarios, por lo ue sus disoluciones ue resultan no pueden considerarse como disoluciones patrón. 0or lo tanto se preparan disoluciones de concentración aproimada y después estas se estabilizan. !i la disolución valorante no se ha preparado a partir de un patrón primario, su concentración no será eactamente conocida, y por lo tanto, habrá ue estandarizarla frente a un patrón primario 1)hang, &"#"2.
OBJETIVOS Objetivo general •
0reparación de soluciones acidas y alcalinas, para ser valoradas o estandarizadas.
Objetivo e!e"#$i"o •
•
3aloración o estandarización de las soluciones de concentración aproimada por medio de titulaciones. )omprender, aplicar e interrelacionar las diferentes formas de epresar la concentración de una solución.
MATERIALES !oporte universal, pizas, erlenmeyer, bea4er, matraz de fondo plano aforado, probeta, pipeta volumétrica, pipeta graduada, fenolftale*na, biftalado de potasio, 5a6(, ()l
METODOLO%IA !e pesaron aproimadamente ",+g de 5a6( en un vaso de precipitado, a continuación se disolvió en &"ml de agua destilada y se enrazó a #""ml en un matraz aforado. !e pesó en la balanza anal*tica entre ",#- y ",#7g de biftalato de potasio, se disolvió el biftalato en &- ml de agua destilada. %uego este se a8adió al erlenmeyer y se adicionaron 9 gotas de fenolftale*na, y se procedió a titular. continuación, se tomo en una pipeta graduada entre #,7 y &,"ml de ()l al 9&;, se diluyó en &""ml de agua destilada en un matraz aforado. %uego se procedió a pesar eactamente en la balanza anal*tica entre ",#7 y ",&"g de 5a&)69, a continuación se diluyó en &-ml de agua destilada, luego se a8adieron 9 gotas de fenolftale*na, y se valoro la disolución, hasta ue esta se decolorara, posteriormente se a8adieron 9 gotas de naranja de metilo y se procedió a titular.
DATOS& CALCULOS ' RESULTADOS () Pre!ara"i*n + etan,ari-a"i*n ,e .na ,iol."i*n ,e NaO/ 0&( N !or !ea,a ,ire"ta ,el !atr*n !ri1ario 2$talatoa"i,o ,e !otaio 23/P44 0reparación de la solución de 5a6( ".# 5: 0eso del soluto 15a6(2< ",+ g 3olumen de solución< ",# % Estandarización con =(0: !e determinó la concentración eacta por titulación, se realizó por duplicado y se calculó el promedio
VALORACIÓN 1: 0eso del =(0: ",#$## g >> 1T6?6 E!T6 !E 5E@TA%BC2 3olumen de 5a6( gastado en la valoración: $,7 m% < ",""$7 %
0eso de un euivalente de =(0: &"+,& g
5umero de euivalentes de =(0: ",#$##g
1 Eq de KHP 204,2 g
< ,77 #" D+ E
En el punto de euivalencia se tiene ue: # EqNaOH = # EqKHP entonces F E 5a6( < ,77 #" D+
N 5 0&((; E8 9L )alculando la normalidad: 5 <
# Eq NaOH V
5<
7,88X 10-4 Eq 0,0068 L
VALORACION 2: 0eso del =(0: ",#-7" g 3olumen de 5a6( gastado en la valoración: ," m% < ","" % 0eso de un euivalente de =(0: &"+,& g
5umero de euivalentes de =(0: ",#-7" g
1 Eq de KHP 204,2 g
< ,9 #" D+ E
En el punto de euivalencia se tiene ue: # EqNaOH = # EqKHP entonces F E 5a6( < ,9 #" D+ )alculando la
N 5 0&((0 E8 9L
normalidad: 5 <
7,73 x 10 -4 Eq 0,007 L
Nor1ali,a, !ro1e,io
N 5 0&((67 E89L
±
0&006
7) Pre!ara"i*n + etan,ari-a"i*n ,e .na ,iol."i*n ,e /Cl 0&( N "on !atr*n !ri1ario 2Na7CO64 0reparación de la solución de ()l ".# 5: !e tomó &," m% de ()l al 9&; 0G3 3olumen de solución< ",& % Estandarización con 5a &)69: !e determinó la concentración eacta por titulación, se realizó por duplicado y se calculó el promedio
VALORACIÓN 1:
0eso del 5a &)69: ",#H+" g 3olumen de ()l gastado en la valoración: 9",& m% < ","9"& % 0eso de un euivalente de 5a &)69 < -&,HH g
5umero de euivalentes de 5a &)69: ",#H+" g
1 Eq de Na2 CO3 52,99 g
< ",""9$$ E
En el punto de euivalencia se tiene ue: # EqHCl = # Eq 5a )6 entonces F E ()l < ",""9$$ &
9
5 < ",#&# E G% )alculando la normalidad: 5 <
# EqH Cl V
5<
0,00366 Eq 0,0302 L
VALORACIÓN 2: 0eso del 5a &)69: ",&"#$ g 3olumen de ()l gastado en la valoración: 9#,# m% < ","9## % 0eso de un euivalente de 5a &)69 < -&,HH g
5umero de euivalentes de 5a &)69: ",&"#$ g
1 Eq de Na2CO3 52,99 g
< ",""97" E
En el punto de euivalencia se tiene ue: # EqHCl = # Eq 5a )6 entonces F E ()l < ",""97" &
9
5 < ",#&& E G% )alculando la normalidad: 5 <
Nor1ali,a, !ro1e,io
# EqH Cl V
5<
N 5 0&(7(< E89L
0,00380 Eq 0,0311 L ±
0&000=0
6) Etan,ari-a"i*n in,ire"ta ,e .na ol."i*n ,e /Cl 0&( N 0ara conocer la concentración eacta del ()l se tituló en dos oportunidades y se calculó el promedio 3aloración #: 3olumen de ()l: - m% < ",""- % 5ormalidad de 5a6(: ",##9& EG% “estandarizada
3olumen de 5a6( gastado en la valoración: $,- m% < ",""$- % !e tiene ue en el punto de euivalencia o neutralización el F E ()l < F E 5a6(, remplazando se obtiene: 5 ()l 3()l < 55a6( 35a6( y despejamos la 5 ()l.:
5()l <
N NaOH x V NaOH VHCl
5( )l
<
0,1132 EqL x 0,0065 L 0,005
5< ",#+# EG %
3aloración &: 3olumen de ()l: - m% < ",""- % 5ormalidad de 5a6(: ",##9& EG% “estandarizada 3olumen de 5a6( gastado en la valoración: -,# m% < ",""-# %
5()l <
0,1132 EqL x 0,0051 L 0,005 L
5< ",##-+ EG %
Nor1ali,a, !ro1e,io ,el /Cl 5 0&(6(7 E89L
±
0&077(
En la Tabla # ue se muestra a continuación se presenta de una manera más clara los resultados obtenidos.
Tabla ( Estandarización de disoluciones patrón de 5a6( ' ()% ",# 5 por pesada directa y de forma indirecta.
Etan,ari-a"i*n !or !ea,a ,ire"ta ,el !atr*n !ri1ario Diol."i*n !atr*n Patr*n !ri1ario Con"entra"i*n Devia"i*n 2D)P4 .tili-a,o e>a"ta ,e D)P et?n,ar 5a6( ",# 5 ()l ",# 5
Diol."i*n Valorante 5a6( ",##9& 5
=(0 5a&)69
",##9& 5 ",#&#- 5
Etan,ari-a"i*n in,ire"ta ,e S) ,e /Cl 0&( N Diol."i*n ,e Con"entra"i*n analito e>a"ta ()l ",# 5
",#9#& 5
",""97 ","""
Devia"i*n et?n,ar ","&&#
DISCUSI@N En el punto # de la sección de resultados, se estandarizó una solución de 5a6( ",# 5. El hidróido de sodio es una de las bases más utilizadas en el laboratorio. !in embargo es dif*cil obtener el hidróido de sodio solido en forma pura ya ue tiende a absorber agua del aire y sus
disoluciones reaccionan con dióido de carbono por eso antes de hacer un trabajo anal*tico preciso se debe estandarizar. En este caso se estandarizó con un patrón primario: el ftalatoacido de potasio o hidrogenoftalato de potasio cuya fórmula molecular es =() 7(+"+, este es un acido monoprótico solido de color blanco, soluble y ue se consigue en forma muy pura 1)hang, &"#"2. %a concentración eacta o real de la solución de 5a6( ue se determinó por duplicado fue de ",##9& 5
±
",""97 ue como se observa es muy cercano a la
concentración teórica ue fue con la ue se supuso ue se hab*a preparado inicialmente 1",#" 52, esta ligera variación corresponde a ue como se mencionó antes el 5a6( no es un valorante patrón ideal y debe ser estandarizado. %a desviación estándar fue m*nima o sea ue las concentraciones halladas en ambas valoraciones no estuvieron muy dispersas de la media y no se cometieron muchos errores eperimentales. El volumen promedió de disolución de 5a6( ue se necesitó para alcanzar el punto final fue de $,H
±
",# m%, en este punto hubo
un cambio de coloración en la disolución de =(0, esta pasó de incolora a rosa suave, fue porue la fenolftale*na ue fue el indicador ue se utilizó paso de un medio acido a un medio básico. (ay ue tener en cuenta ue un error de valoración muy comIn es la diferencia de volumen ue puede haber en el punto de euivalencia 1donde el F de euivalente del acido y la base se igualan2 y el punto final, en este caso se considera ue se trabajó con mucha precisión y cuando hubo el cambio de color, fue muy sutil y no demasiado intenso. 0or lo ue este error se minimizó En el punto & de la sección de los resultados, se preparó una solución de ()l ",# 5 y se estandarizó con 5a&)69. Este procedimiento se realizó por duplicado y se determinó la concentración eacta de la solución ue fue de ",#&#- 5 J",""" ue es mayor a la concentración teórica con la ue se preparó ue fue de ",# 5. Esto afirma el hecho de ue para hacer una valoración por titulación utilizando el ()l como valorante patrón es necesario estandarizar para obtener unos datos confiables. %a desviación estándar ue se obtuvo fue muy peue8a lo ue indica ue los resultados son confiables y no estuvieron muy dispersos del valor promedio en parte porue se trabajó de una manera cuidadosa teniendo en cuenta todas las recomendaciones ue si no se cumplen pueden incidir negativamente en los resultados como por ejemplo en el proceso de pesar las muestras, al preparar las soluciones, en la medición de volumen, al manipular la bureta y descargar gota a gota el valorante hasta alcanzar el punto final. !e utilizaron dos indicadores para vigilar el punto de euivalencia ue en la práctica se asume también como el punto final ue es donde el indicador cambia de color. En el eperimento como la disolución de 5a &)69 es ligeramente básica al agregar fenolftale*na esta se torna color rosa rojizo al agregar el valorante la concentración de iones ( K aumenta y torna incolora la fenolftale*na, posteriormente cuando se le agrega el indicador naranja de metilo y se sigue titulando este indicador se torna de color rojizo lo ue permite medir el volumen necesario de disolución de ()l para ue reaccione completamente con el patrón primario y poder calcular la concentración eacta de esta solución. En el punto 9 de la sección de los resultados se realizó una estandarización indirecta de una solución de ()l ",# 5, es decir, se valoró por duplicado con una disolución de 5a6( estandarizada con patrón primario y se tituló hasta alcanzar el punto de euivalencia ue
ocurre cuando la neutralización acidoDbase es completa y ue eperimentalmente los asociamos con el punto final. %a concentración eacta de la solución de ()l es ",#9# 5 J ","&&# se observa ue hay una peue8a diferencia con respecto a la concentración con ue se preparó inicialmente 1",#" 52. %a desviación estándar aunue es m*nima comparada con los otros eperimentos, presenta una mayor dispersión puede ser por peue8os errores eperimentales.
CONCLUSIONES •
•
•
•
!e aprendió a preparar soluciones adecuadamente y utilizar de forma eficiente los euipos destinados para tal fin. )on el objetivo de disminuir las posibilidades de error al obtener los resultados finales !e determinó eperimentalmente ue tanto la solución de 5a6( como el ()l no son valorantes patrón ideales, por lo tanto es necesario estandarizar para conocer su concentración eacta !e determinó ue hay varios métodos para estandarizar soluciones, de pesada directa del patrón primario y estandarización indirecta con solución estandarizada !e determinó eperimentalmente ue el indicador utilizado para estandarizar determina el punto final de la solución ue se asocia en la práctica con el punto de euivalencia o de reacción completa entre reactivo y patrón primario.
BIBLIO%RAIA )(5/, A. &"#". L@BMB). Editorial Mc /raN (ill. #"O Edición. 0p. 9#
ANEOS () "on lo ,ato ,e lo "o1!aero "al".le la nor1ali,a, ,e "a,a .na ,e la ol."ione !re!ara,a) Cal".le la ,evia"i*n et?n,ar + el !or"entaje ,e error)
7) Por8.e la ol."ione ,e /Cl + NaO/ no on !atrone !ri1ario En primera medida el 5a6( es una de las bases más utilizadas en el laboratorio. !in embargo es dif*cil obtener el hidróido de sodio solido en forma pura ya ue tiende a absorber agua del aire y sus disoluciones reaccionan con dióido de carbono por eso antes de hacer un trabajo anal*tico preciso se debe estandarizar. Entonces tanto el 5a6( como el ()l no cumplen las siguientes caracter*sticas: ?eben tener elevada pureza, debe ser estable a temperatura ambiente. 5o se pueden utilizar sustancias ue cambien su composición o estructura por efectos de temperaturas ue difieran ligeramente con la temperatura ambiente ya ue ese hecho aumentar*a el error en las mediciones. ?ebe ser posible su secado en estufa. demás de los cambios a temperatura ambiente, también debe soportar temperaturas mayores para ue sea posible su secado. 5ormalmente debe ser estable a temperaturas mayores ue la del punto de ebullición del agua. 5o debe absorber gases. 'a ue este hecho generar*a posibles errores por interferentes as* como también degeneración del patrón. ?ebe reaccionar rápida y esteuiométricamente con el titulante. ?e esta manera se puede visualizar con mayor eactitud el punto final de las titulaciones por volumetr*a y entonces se puede realizar los cálculos respectivos también de manera más eacta y con menor incertidumbre. ?ebe tener un peso euivalente grande. 'a ue este hecho reduce considerablemente el error de la pesada del patrón.
6) "al".lar el !eo ,e 3O/ !ara !re!arar 7 L ,e .na ol."i*n 0&7 M M < nG3
n < MP3
",+ moles de =6(
n < ",& 1molG%2 P & %
56,10 g 1 !"l de KOH
<
n < ",+ moles de =6(
&&,++ g de =6(
!e necesitan &&,+ g de =6( para preparar & % de una solución ",& M
) "al".lar el vol.1en ,e .na ,iol."i*n ,e / 7SO ,e ,eni,a, (&7= g9L + F;G ,e !.re-a 8.e e ne"eita !ara !re!arar 7 L ,e ol."i*n 0&( N 5 < F EG3
F E< 5 3
0eso de # E de ( &!6+ < +H g
? < mGv
v < mG?
F E
< ",# EG% & % <",& EG%
!6%
",& E
v<
El volumen de la disolución de ( &!6+ es de -,9$ %
49 g $ 9,8 g 1 Eq deH2 O4 9,8 g 1,827 gL
< -,9$ %
