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Laboratorio de Química General QUI 002 SECCION 701 ENFERMERÍA Laboratorio Nº 4 SOLUCIONES AMORTIGUADORAS O Buffer
Integrantes: Alfonso Toloza A. Miguel Cortes T. Profesores: AntonioMaureira N. Paola Montes R.
Fecha: 27-5-2014
Introducción Fundamento teórico:
Una disolución amortiguadora, regulador o tampón es una disolución de 1) un ácido débil o una base débil y 2) su sal; es decir, ambos componentes deben estar presentes. La disolución tiene la capacidad de resistir los cambios del pH cuando se agregan pequeñas cantidades de ácido o de base. Las disoluciones amortiguadoras son muy importantes en los sistemas químicos y biológicos. El pH en el cuerpo humano varía mucho de un fluido a otro; por ejemplo, el pH de la sangre esta alrededor de 7.4, en tanto que el del jugo gástrico humano puede ser de 1.5. En gran parte, estos valores del pH, que son muy importantes para el funcionamiento adecuado de las enzimas y del balance de la presión osmótica, se mantienen por acción de los sistemas amortiguadores. Una disolución amortiguadora debe contener una concentración relativamente grande de ácido para reaccionar con los iones OH – que se le añadan; y también debe contener una concentración semejante de base para neutralizar los iones H+ que se le agreguen. Objetivos:
1.- Reconocer la capacidad amortiguadora de una solución. 2.-Experimentar la medición con diferentes patrones de instrumentación diferentes. 3.-Obtener mediante cálculos la capacidad de amortiguación del Ac. Con su base conjugada.Ecuación de Henderson-Hasselbalch. Resultados y conlusión:
El siguiente experimento llegará a la aproximación estimada de pH que puede soportar una solución amortiguadora o Buffer, mediante su Acido-base y su sal conjugada. Preparando una solución de NaOH que actuará como Regulador en la solución de acetato, se utilizarán los siguientes métodos para la toma de pH:
pH Universal 0-6. pH Especifico 0-6 (precisión de 0,5). pH especifico 7-14(precisión de 0,5). pH Meter.
Concluimos que las soluciones son de vital importancia para la química y cumplen un rol fundamental en la regulación del ph humano.
Parte Experimental Reactivos:
CH3COO: Ácido acético con una concentración de 0,1 n/L CH3COONa: Acetato de sodio 2,05g disociado en agua con una concentración de 0,1 n/L
Procedimientos: En este experimento conoceremos lo que es una solución amortiguadora y cómo funciona, además trabajaremos con una solución previamente preparada por nosotros según cantidad y concentración dada por los profesores. También determinaremos la capacidad amortiguadora de dicha solución, esto es, la capacidad o rango de neutralización que mantendrá un pH constante.
Materiales: Vaso de precipitados
Tubo de ensayo
Probeta graduada
Matraz Erlenmeyer
Resultados Masa de CH3COONa Empleada: Preparar: 250 mL de una solución 0,1 mol/L de CH3COONa 250 mL →
= 0.250 L
Masa Molar de CH3COONa82, 0343 /mol 2,05 g de CH3COON
0,250 L x 0,1 mol/L= 0,025 mol 0,025 mol x 82,0343 g/mol= 2,05 g de CH3COONa
Experimento 1 Tabla de Experimentación: Soluciones amortiguadoras con su respectivo pH a determinada concentración. Solucion Nº 1 2 3 4 5
Volumen de Volumen pH Concentracion de Concentracion de CH3COONa 0.1M CH3COOH 0.1M Universal Especifico 0-6 Especifico 7,5 -14 CH3COONa en la mezcla CH3COOH en la mezcla 30 mL 20 mL 15 mL 10 mL 0 mL
0 mL 10 mL 15 mL 20 mL 30 mL
7 pH 3 pH 4 pH 4 pH 3 pH
6,0 pH 3,5 pH 4,5 pH 4,5 pH 4,0 pH
7,5 7,5 7,5 7,5 7,5
0,1 n/L 6,6x 10^-2 n/L 5,0x 10^-2 n/L 3,3 x 10^-1 n/L 0 n/L
0 n/L Concentración 3,3 x 10^-1 n/L
5,0x 10^-2 n/L 6,6x 10^-2 n/L 0,1 n/L
pH Meter 2,20 pH 2,81 pH 4,41 pH 4,03 pH 2,76 pH
Cálculos De Concentración Solución Nº 1
Mol de acetato: 0,10 n/L x 0,030 L = 3,0 x 10-3 n/L Mol de Acido 0,10 n/L x 0,000 L = 0 n/L VTotal= 30 mL
Concentración Ac = = 0 n/L Concentración Concentración Acetato =
= 0,1n/L Concentración
La constante de correspondiente es [][] K= []
equilibrio
Despeje de la Constante de equilibrio: Ecuación de Hendersson –Hasselbach -5
Siendo 1,75x10 nuestro Ka pH = pKa + log [base] / [ácido]
pH = pKa + log [base] / [ácido]
pH =4,76 + log[3,0x10-3]
H3C-COOH ↔ H3C-COO- + H+
pH= 4,76 - 2,52
Ka = [H3C-COO-] [H+]/[H3C-COOH]
pH= 2.24
pKa = -log(Ka) pKa=-log1.75x10-5 pKa = 4,76
Solución Nº 2
Mol de acetato: 0,10 n/L x 0,020 L = 2,0 x 10-3 n Mol de Acido 0,10 n/L x 0,010 L = 1,0 x 10-3 n VTotal= 30 mL Concentración Ac =
= 3,3 x 10 -1 n/L Concentración
Concentración de Acetato =
= 6,6x 10-2 n/L Concentración
0,10M – Moles de Ac
= 0,099 M pH = pKa + log [base] / [ácido] -3
pH= 4,76 +log [2,0 x 10
n]/[ 0,099M]
pH =4,76 +log 0,0202 pH= 4,76 -1,69 pH= 3,07
Solución Nº 3
Mol de acetato: 0,10 n/L x 0,015 L = 1,5 x 10-3 n Mol de Acido 0,10 n/L x 0,015 L = 1,5 x 10-3 n VTotal= 30 mL Concentración Ac =
Concentración de Acetato:
= 5,0x 10-2 n/L Concentración
=5,0x 10-2 n/L Concentración
pH = pKa + log [base] / [ácido] pH =4,76 + log
1,5 x 10-3 n / 1,5 x 10 -3 n
pH = 4,76 +log [1,5 x 10-3 n]/[0,0985M] pH = 4,76+log 0,152 pH =4,76 -0,818 pH =3,942
Solución Nº 4
Mol de acetato0,10 n/L x 0,010 L = 1,0 x 10-3 n Mol de Acido 0,10 n/L x 0,020 L = 2,0 x 10-3 n VTotal= 30 mL Concentración Ac =
Concentración de Acetato:
= 6,6x 10-2 n/L Concentración
= 3,3 x 10-1 n/L Concentración
pH = pKa + log [base] / [ácido] pH = -4,74 + log
1,0 x 10-3 n / 2,0 x 10 -3 n
pH=4,76+ log [1,0 x 10
pH = 4,76 +log 0,0102 pH= 4,76 – 1,99 pH = 2,77
-3
n]/[0,098M]
Solución Nº 5
Mol de acetato: 0,10 n/L x 0,000 L = 0 n Mol de Acido: 0,10 n/L x 0,030 L = 3,0 x 10-3 n VTotal= 30 mL Concentración Ac =
= 0,1 n/L Concentración
Concentración de Acetato = = 0 n/L Concentración
pH = pKa + log [base] / [ácido] pH =4,76+ log [0] / [0,097M]
pH =4,76+ log 0 pH= 4,76 – log de 0 no existe. Ya que en log x = número real. x10 0 = 0 según equivalencia, si fuera con recta extendida seria ( – Infinito) .
Experimento 2 84 mL= 5,0x 10-2 n/L Vol
Recta de Capacidad Amortiguadora de una Solución Buffer 14 12 10
Escala de pH
8 6 4 2 0 -10 -9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
1
0
1
2
3
4
5
Acido
6
7
8
9
10 11 12 13 14
Base Vol. Agregado de
-10 a 0
Hidróxido de Sodio
0 a 14
pH -10
1,02
-9
1,15
-8
1,24
-7
1,35
-6
1,50
-5
1,93
-4
1,99
-3
3,10
-2
3,80
-1
4,09
0
4,34
1
4,46
2
4,58
3
4,72
4
4,85
5
4,99
6
5,17
7
5,44
8
5,97
9
10,87
10
11,45
11
11,65
12
11,79
13
11,90
14
12,00
Discusión De la tabla de soluciones con concentracion:
En la tabla se expresan soluciones preparadas a distinto volumen (30mL, 20mL, 15mL y 10mL) dichas soluciones en distinta proporción en CH3COONa y CH3COOH Del gráfico:
Al comienzo tenemos una solución ácida (pH bajo) de HCl. Se procede a verter pequeñas cantidades de NaOH en la solución lo cual provoca un cambio positivo de pH gradualmente. En cierto punto como se aprecia en el gráfico se provoca un salto de pH, que luego vuelve a ser constante, este es su rango amortiguador, es decir su capacidad para mantener un pH estable.
Relación del pH con el organismo Animal. Plantas como Anubiascrecen mejor con pH ligeramente ácido. El grado de acidez o alcalinidad del medio afecta profundamente a ciertos Organismos, tanto vegetales como animales. Cuanto mas baja es la posición en la escala biológica, mayor es la incidencia del pH en los organismos. Por lo tanto las algas, los infusorios, bacterias y, en general, los organismos elementales, son extremadamente sensibles a las variaciones de este factor, mucho mas que los organismos superiores o con mayor grado de desarrollo. La mayoría de los peces de acuario requieren un pH que oscila entre 6,8 y 7,2. Valores por encima o debajo de esos valores son aceptados por muy pocas Especies. Para cada especie acuatica (animal o vegetal) existe un valor de pH óptimo para su desarrollo. Algunas especies en particular tienen la facultad de aceptar rangos de pH del agua muy amplios. Sin embargo la mayoria no lo tolera, aunque gradualmente es posible que se adapten a un pH inadecuado. En este caso seguramente no Enfermaran de inmediato, pero al vivir sometidos a unestrés permanente su Biología se verá afectada. Tarde o temprano enfermara. Al transferir un pez de un medio a otro que tenga más de 0,2o de pH de Diferenciadeberá ser previamente adaptado, agregando agua por goteo lento Hasta equiparar los rangos de pH del medio del que proviene y el que será su Futurohábitat.
Conclusión
En el presente trabajo se comprendió la función de una solución Amortiguadora, aplicando una reacción de un ácido débil con su base Conjugada. Principalmente se puede apreciar que una solucion amortiguadora sirve para Mantener el pH estable de una solución que nosotros deseamos pero se Observo que tiene un cierto límite donde el amortiguador ya no puede captar Mas iones y el pH bruscamente cambia, ya sea de un ambiente acido a un Ambiente basico o viceversa. Lo que se ve mejor observado en el grafico Realizado en el trabajo, donde se observa cuando el amortiguador mantiene el pH acido hasta un punto de 6.65 y luego sufre un cambio brusco hasta 10.55 Dando origen a un pH básico.
