INTRODUCCIÓN Las reacciones ácido-base son reacciones de equilibrio homogéneo (neutralización) entre los iones, que se producen al estar en contacto un ácido con una base obteniéndose una sal
Durante las operaciones rutinarias en el laboratorio así como en la de los análisis volumétricos son prácticamente mayor los problemas relacionados con la estequiometria, estequiometri a, una de ellas es la normalidad que se define como el número de equivalent es de soluto por litro de solución. La normalidad es útil porque el equivalente se obtiene de manera que un equivalente de un agente oxidante reaccione con un equivalente de un agente reductor, un mol de electrones adquiridos y un mol de electrones perdidos. De manera semejante. Un equivalente de un ácido neutraliza completa y preci samente un equivalente de una base, puesto que un mol H+ reaccionará con un mol de OH-. Esto significa que al mezclar volúmenes iguales de soluciones que tienen la misma normalidad llevara a una reacción completa entre sus solutos, un litro de ácido 1N neutralizará completamente com pletamente un litro de base 1N porque un equivalente de ácido reaccionara con un equivalente de base. Esta reacción se utiliza par averiguar la cantidad de ácido que posee una disolución a partir de una cantidad de base conocida, o viceversa. Dicha técnica recibe el nombre de titilación por método por método volumétrico, volumetría ácido-base o reacción de neutralización. Este método se realiza mediante una bureta que contiene una de las disoluciones y un matraz con la otra disolución, se vierte cuidadosamente el contenido el contenido de la bureta en el matraz hasta la neutralización de dicha solución. El final de la titilación se nos advierte con un indicador suele cambiar de color, según color, según exista un exceso de ácido o de base. Cabe resaltar que en esta práctica se utilizará fenolftaleína (C20H14O4) como indicador.
Objetivos
Preparar soluciones diluidas a partir de soluciones concentradas Expresar la concentración de la solución final en unidades químicas y físicas Determinar la concentración de una solución desconocida por titilación
Valoración de Acido Base Una
valoración
ácido-base
(también
llamada
volumetría
ácido-base,
titulación
ácido-
base o valoración de neutralización) es una técnica o método de análisis cuantitativo muy usada, que permite conocer la concentración desconocida de una disolución de una sustancia que pueda actuar como ácido neutralizada por medio de una base de concentración conocida, o bien sea una concentración de base desconocida neutralizada por una solución de ácido conocido . 1 Es un tipo de valoración basada en una reacción ácido-base o reacción de neutralización entre el anualito (la sustancia
cuya
concentración
queremos
conocer)
y
la
sustancia
valorante.
El
nombre volumetría hace referencia a la medida del volumen de las disoluciones empleadas, que nos permite calcular la concentración buscada.Aparte del cálculo de concentraciones, una valoración ácido-base permite conocer el grado de pureza de ciertas sustancias.
Materiales empleados El material básico empleado para una valoración ácido-base es:
Bureta
Mesa o soporte de fondo blanco - se emplea para apreciar el cambio de color de la disolución.
Pipeta
Indicador de pH o Indicador ácido-base (se emplean muchos diferentes, según la reacción))
Matraz Erlenmeyer (matraz cónico)
Disolución estándar (una disolución de concentración conocida, como la de Na2CO3 en agua)
Disolución o muestra cuya concentración queremos conocer..
En una valoración ácido-base a veces es necesario el uso de un indicador ácido-base que sufra un cambio de color y/o de un pH-metro para conocer el punto final.2 En otros casos las propias sustancias que intervienen experimentan un cambio de color que permite saber cuándo se ha alcanzado ese punto de equivalencia entre el número de equivalentes de ácido y de base. En otras valoraciones o volumetrías, (redox, complexometría, de precipitación) se registra la concentración de una sustancia en función del volumen de sustancia valorante añadida, para determinar el punto final.
En una valoración ácido-base se prefiere medir el pH como una medida de cómo transcurre la transferencia de hadrones, H+, entre el ácido y la base. Para ello se emplean electrodos específicos conectados a un potenciómetro. Cerca del punto de equivalencia o punto final de la valoración se observa un cambio muy brusco de dicho potencial.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Titulación del Vinagre Blanco
Llena la bureta con solución de NaOH 0.1N, hasta ajustar el menisco de la solución a un volumen de 25 ml.
Prepara 10 ml de un solución 1:10 de vinagre midiendo 1 ml de vinagre midiendo 1ml de vinagre más 9 ml de agua destilada.
En un matraz Erlenmeyer o vaso precipitado vierte 3 ml de la solución preparada en el paso anterior y añade 27 ml de agua destilada. ¿Cuál es la dilución de la solución? Determina el pH inicial de esta solución con papel indicador
pH Inicial = 4.5
Mide 10 ml de la solución preparada y viértelas en un matraz Erlenmeyer y añade dos gotas de fenolftaleína. Inicia la valoración de la muestra añadiendo la solución de NaOH 0.1N gota a gota hasta observar el vinagre. Al concluir la valoración mide el pH final con tira de papel indicador, anota el volumen de NaOH 0.1N consumido.
PH Inicial = 4.5 Gasto = 0.5 ml Volumen en ml = 10 ml PH Final = 5.5
Valoración del Jugo de Limón
Vierte la solución de NaOH 0.1 N dentro de la bureta y ajusta el volumen a 25 ml.
Prepara una solución 1:10 de jugo de limón mezclado 1 ml de la muestra y 9 ml de agua destilada. NOTA: El jugo de limón debe estar filtrado.
En un matraz Erlenmeyer vierte 3 ml de la solución anterior añade 27 ml de agua destilada ¿Cuál es la dilución final de esta solución? Determinar el pH inicial de esta solución con el papel indicador.
pH Inicial = 4.0
1. Mide 10 ml de la dilución anterior y viértelos en un matraz Erlenmeyer. Añade dos gotas de fenolftaleína. Inicia la titulación con la solución de NaOH 0.1N como se indicó en el punto 3.4. Mide el pH final con el papel indicador. Anota el volumen de la solución de NaOH 0.1 N consumido.
PH Inicial = 4.0 Gasto = 1ml Volumen en ml = 10 ml PH Final = 7.5
Indicaciones: En la siguiente tabla anota los datos que se te piden y que son necesarios para determinar la normalidad de tus soluciones.
Muestra problema
Volumen en ml.
3) Dilución Vinagre
10ml
0.5
4) Dilución jugo de limón
10ml
1ml
=
Dilución
Vol. NaOH Gastado
Np=Normalidad de Solución Problema Nv= Normalidad de la Solución Valorada Vv= Volumen empleado en la Solución Valorada Vp= Volumen de la Solución Problema
LIMON
=
VINAGRE
=
0.01 M
0.005 M
Conclusiones: La titulación por método volumétrico permite evaluar la concentración desconocida del ácido acético (CH3COOH) a través de la concentración ya conocida del hidróxido de sodio (NaOH), es decir, lado la cantidad de dicha base necesaria para reaccionar cuantitativamente con esa disolución ácida. El punto final de la titulación es llamado es llamado punto de equilibrio que puede conocerse gracias a los indicadores, los cuales pueden variar sus concentraciones físicas dependiendo del tipo de solución presente. Al tener conocimiento de la concentración desconocida, se determina el porcentaje masa / volumen. El punto final la titilación se puede determinar cualitativamente uniendo las soluciones de ácido acético e hidróxido de sodio hasta producirse el color rosado pálido, en donde se encuentran cantidades iguales de equivalentes de ácido y base.
Recomendaciones: Es bueno elegir el indicador más adecuado para cada experimento, de manera que haya la menor diferencia posible entre el punto de equivalencia y el punto final. Medir con mucha exactitud las unidades volumétricas y prestar mucha atención en el momento de agregar la base al medio ácido para evitar que desvíen nuestra práctica de los resultados más óptimos. Al momento de realizar la titilación abrir cuidadosamente la llave de la bureta para que la titilación se dé correctamente.
CUESTIONARIO 1. ¿Cuál es la normalidad real del HCl y de la NaOH?
R=1N 2. Define los siguientes conceptos: a) Mol: cantidad de sustancia que contiene tantas entidades elementales (atomos. Moléculas y partículas) como atomos hay exactamente en 12 gramos del isotopo de carbono -12. b) Peso equivalente: es la masa de un equivalente, es decir; la nada de una sustacnia dada que se deposita o libera cuando circula un mol de electrones. 3. Define los siguientes términos: a) Molaridad: número de moles de un soluto en litro de solución. b) Normalidad: es la medida de concentración de una solución que se expresa como el número de equivalentes de soluto pot litro de solución. c) Molalidad: cantidad de sustancia de un soluto, expresado en moles x 1000g. 4. Que significado tienen las siguientes expresiones: a) %peso/volumen: peso en gramos delsoluto presentes en 100 ml de disolución. b) %volumen/volumen: volumen del soluto por 100 ml de solución. c) Relación peso/volumen: cantidad de sustancia contenida en una unidad de volumen de disolución. d) Relación volumen/volumen: cantidad de soluto contenida en una unidad de volumen de disolución. 5. Como se preparan las siguientes soluciones: a) 75 ml de cloruro de sodio al 0.85% (0.85G/100ml)(75ml)=1g soluto (0.85%x75ml)/100=0.6375%
b) 80 ml de sulfato de cobre (CuSO4) CuSO4=63+32+64=159g (159g/100ml)(80ml)=159/100=159x80=127.2g c) 75 ml de carbonato de sodio (Na2CO3) al 2% (0.2g/100ml)(0.75ml)=1g de soluto (0.2%x0.75ml)/100ml=0.015% d) 95 ml de tartrado de sodio y potasio al 1% (1g/100ml)(0.95ml)=1g de soluto (1%x0.95)/100ml=0.95%/100=9.5% e) 25 ml de albumina al 1% preparada en solución salina isotónica (NaCl). (1g/100ml)(25ml)=1g de soluto (1%x25ml)/100ml=25%/100=0.25% 0.25x100=25g de albumina 6. Cuantos gramos de NaOH se necesitan pesar para preparar 80 ml. De una solución 0.05N.
NaOH=23+16+1=40g Peso equivalente 40/2=20g 0.05%=g/(20g x 0.08L)=1.6*0.05=0.03g
80/1000=0.08%
7. a) Como se preparan 125 ml de una solución 0.05N de H2SO4, con los siguientes datos: PESO ESPECIFICO=1.84, PUREZA=98%.
125/1000=0.125 0.05N=g/(1.84g/0.125)=14.72x0.05=0.736 (98g/100ml)(125ml)=1g de soluto (0.98%x125ml)/100ml=122.5/100=1.22% b) A partir de la solución anterior, como se pueden preparar 75 ml de solución 0.03N.
H2SO4=2+32+64=98g 0.03N/(98GX0.075l)=7.35x0.03=0.22g (0.98%x0.075ml)/100ml=7.35% 75/1000=0.075
8. ¿Cuál es la reacción química balanceada que se lleva a cabo cuando ocurre la neutralización entre acido fuerte (HCl) y una base fuerte (NaOH) , y que pH se espera al llegar a este punto?
NaOH + HCl → NaCl + H2O 9. Calcula cual es la concentración porcentual de una solución de 0.05M de cloruro de sodio.
NaCl=23+12=35g 100g/35gmol=2.85 mol de NaCl (2.85mol/100ml)(1000ml)=28.5M 10. Calcula normalidad de una solución de 0.06M de carbonato de sodio.
Na2CO3=46+12+48=106g Peso equivalente=106g/2=53g/eq 106g/53g/eq=2 106/(53x1000ml)=106/5300=0.02N 11. Calcula los gramos de hidróxido de sodio necesarios para preparar 350 ml de solución 0.1N.
NaOH=23+16+1=40g/mol N1V1=N2V2 V2=N1V1/N2 N1=1N V1=350ml N2=0.1N
V2=1N(350ml)/0.1N V2=350ml/0.1=3500ml/1000g=3.5g
12. ¿Por qué razón se emplea solución de fenolftaleína en la titulación de las soluciones de esta práctica?
Porque son sustancias acidad y básicas y la fenolftaleína es un indicador muy utilizado que en medio acido o neutro es incoloro, pero es de color rosa intenso en soluciones básicas por lo que lo hace el mejor indicador en titulaciones. 13. ¿A qué se llama punto de equivalencia en una titulación acido-base?
Al punto en el cual el ácido ha reaccionado o neutralizado completamente en la base.
UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
PRACTICA DE LABORATORIO DE QUIMICA Nº 08
TEMA
:
TITULACION DE ÁCIDO-BASE
DOCENTE
:
ING. PABLO AYA
ALUMNO
:
ALVARADO SANCHEZ, NOEMI - 2013046485
GRUPO
:
“
A
”
TACNA - PERÚ 2014
