PRACTICA DE LABORATORIO NO 3: VALORACION ACIDO-BASE Y SISTEMAS BUFFER Melissa Galindres Ta!iana Vidal INTRODUCCION
En el presente informe se dará a conocer los resultados y el análisis obtenido de la práct práctica ica de labora laborator torio io sobre sobre titulaci titulación ón y sistem sistemas as buer, buer, donde donde se mostrará la capacidad amortiguadora de este, como también la relación entre los pH obtenidos experimentalmente y los teóricos en una valoración acidobase. OB"ETIVOS •
•
Estandarizar una disolución de a!H y realizar una valoración acidobase "eterminar la capacidad amortiguadora de una disolución buer.
MATERIALES Y REACTIVOS
REACTIVO
VOLUMEN
Fen#l$!ale%na F!ala!# &'id# de (#!asi#
#$m% &$g
)Cl *+,M Frases R
#$$m%
)Cl * ,M Frases R
#$$m%
NaO) *+,M Frases S:
#$$m%
NaO) *,M Frases S: -/&0 En caso de contacto con los o1os, lávelos
#$m%
'() *rovoca +uemaduras. '( rrita las vas respiratorias. Frase.s/ - / /&0 En caso de contacto con los o1os, lávense inmediata y abundantemente con agua y ac2dase a un médico. /)# En caso de accidente o malestar, ac2dase inmediatamente inmediatamente al médico 3si es posible, muéstresele la eti+ueta4 '() *rovoca +uemaduras. '( rrita las vas respiratorias. Frase.s/ - / /&0 En caso de contacto con los o1os, lávense inmediata y abundantemente con agua y ac2dase a un médico. /)# En caso de accidente o malestar, ac2dase inmediatamente inmediatamente al médico 3si es posible, muéstresele la eti+ueta4
/&0 En caso de contacto con los o1os, lávelos inmediatamente inmediatamente con abundante agua y buscar atención médica. -/( 5sen guantes adecuados. -/(6 7sese protección para o1os y cara. -/)# En caso de accidente o malestar, acuda inmediatamente al médico 3mostrar la eti+ueta siempre +ue sea posible.4
inmediatamente inmediatamente con abundante agua y buscar atención médica. -/( 5sen guantes adecuados. -/(6 7sese protección para o1os y cara. -/)# En caso de accidente o malestar, acuda inmediatamente al médico 3mostrar la eti+ueta siempre +ue sea posible.4 0$$ m% 0$$ m%
0)1PO2 +,M 01)PO2 +,M Ma!eriales
9alanza *ipeta 8$ m% :idrio de relo1 :aso de precipitado de &#$ m% *robeta #$ m% 9ureta &# m% Erlenmeyer &#$ m% /oporte 5niversal *inza para bureta Espátula ;gitador de vidrio pH metro METODOLOGIA
Can!idad
8 8 8 8 8 & & & & 8 8 8 8- Es!andaria'i4n de NaO)
1- Val#ra' al#ra'i4n i4n a'id#-5 a'id#-5ase ase
3- Ca(a'i Ca(a'idad dad a6#r!i7 a6#r!i78ad 8ad#ra #ra
RESULTADOS Y ANALISIS DE RESULTADOS ,9 De!er6ina De!er6ina'i4n 'i4n de la '#n'en!ra' '#n'en!ra'i4n i4n de de NaOH
<#l
Tabla abla de Datos Datos
ftalato de potasio potasio
0,466 g
H 2 O
25 ml
NaOH inicial
24,5 mL
NaOH consumido 0,45 g =
1 moldeC 8 H 5 O4 K 204,11 gC 8 H 5 O4 K
21,5 mL
V#l86en V#l86en des(laad# de NaO) 1,6L
=2,2 O 4∗1 0−3 moldeC 8 H 5 O4 K
−3
M =
2,2O 2,2 O 4∗1 0 moldeC 8 H 5 O 4 K 0,025 L 0,025 L sln
=0,088
C#6# !iene 8n e;8i
0,088 N =
Eq gr Sto Sto =2,2∗1 0−3 eqbiftalato 0,025 L sln
−3
2,2∗1 0 eqbiftalato
0,449 g C 8 H 5 O4 K
204,11 g C 8 H 5 O 4 K 1 eq 1 molC 8 H 5 O4 K
204,11 g C 8 H 5 O4 K
= 0,449 g C 8 H 5 O4 K
−
=2,19∗1 0 3 mole moless deC 8 H 5 O 4 K
−3
2 , 19∗1 0 mole moless deC 8 H 5 O4 K M = =0,104 M 0, O 215 L
19 Val#ra' al#ra'i4n i4n A'id#A'id#- Base Base
%a reacción entre H
Da!#s #5!enid#s e=(eri6en!al6en! e=(eri6en!al6en!e e Tabla abla dedatos dedatos N 2 10 mL HCl HCl 0,1 M 3 gotas de fenolftal fenolftaleína eína
NaOH lm lm de NaOH Na OH 1 M pH !gregado mL
$.$ & ) 0 ? 8$ 8& 8) 80
8.$$ 8.86 8.( 8.#? 8.?# &,80 &,#0 &,?6 (,&$
An&lisis de Res8l!ad#s
"e acuerdo con los resultados obtenidos en el laboratorio no se apreció con exactitud el cambio de color en la valoración> posiblemente por contaminación o diversos factores en la estandarización del a!H, pues como se puede observar en la tabla de datos el *H siempre fue acido. acido. ; continuación calculamos teóricamente los datos +ue se debieron obtener en el experimento 0,1 mol ∗1 L 1 L =1.00−3 mol 10 ml HCl HCl mol de HCl HCl 1.000 mL
Se adi'i#n# 16L de NaO)
0,10 mol ∗1 L 1 L −4 =2,2 mol 2 ml NaOH NaOH mol de NaOH NaOH 1.000
;s ;s la cantid ntida ad de H
1.00 mol mol de HCl HCl -
−4
2,2 mol mol de NaOH NaOH 4 @
−4
7,8 moles
−4
7,8 mol mol HCl HCl ∗1.000 mL 12 mL =0,065 M HCL pH =−log 0,065 0,065 1 L pH =1,19
Se adi'i#n# 26L de NaO) 0,10 mol ∗1 L 1 L − =4,4 4 mol 4 ml NaOH NaOH mol de NaOH NaOH 1.000 −3 mol de HCl HCl 3 1.00 mol
−¿
−4
4,48
mol mol de NaOH NaOH 4 @
−4
5,48 mol HCl ∗1.000 mL 14 mL = 0,039 M 0,039 M HCL pH =−log 0,04 0,04 1 L pH =1.39
Se adi'i#n# >6L de NaO) 0,10 mol ∗1 L 1 L =6,6−4 mol 6 ml NaOH NaOH mol de NaOH NaOH 1.000 1.00
¿ ¿ ¿
−4
−4
−6,6 mol mol de NaOH NaOH 4 @ 3,4 moles −4
3,4
mol HCl ∗1.000 mL 16 mL =0,0212 M =−log 0,021 0,0212 M HCL pH =− 0,021 1 L
pH =1.67
−4
5,48 moles
Se adi'i#n# ?6L de NaO) 0,10 mol ∗1 L 1 L =8,8−4 mol 8 ml NaOH NaOH mol de NaOH NaOH 1.000 1.00
¿ ¿ ¿
−
mol de NaOH NaOH 4 @ −8,8 4 mol
−
4
1,2 moles
−4
1,2 mol mol HCl HCl ∗1.000 mL 18 mL − − = 6 , 66 3 MHCL pH =−log6 , 66 3 1 L
pH =2,17
•
Al adi'i#nar ,+6l de NaO) $,8$A $,8$A a 8$ ml ml de H
+¿
−¿
−
ácido> el punto de e+uivalencia B H ¿ C @ B OH ¿ C @ 1,00∗10
7
D el pH
de la disolución es .$$ Se adi'i#n# ,16L de NaO)
"espués de adicionar 8& m% de a!H $,8$ A a 8$ml de H
2,42 molNa mol NaOH OH
−1.00−3 4@ 1.42−3 moles. %a concentración de a!H en
&& ml es de= −3
1,42 mol mol de NaOH NaOH ∗1000 mL 22 ml = 0,0645 M 0,0645 M NaOH 1 L
−¿
;s B OH ¿ C @ 0,0645 M D p!H@ -%og $,$0)# ()@8).$$ −¿ 8,86
PO)@ ,, •
P)@8&,?$
Al adi'i#nar ,26l de NaO)
ml∗0,10 NaOH 0,10 NaOH ∗1 L 1 L =2,64−3 mol NaOH 24 NaOH 1.000 −3
mol NaOH NaOH 3 2,64 mol && ml es de=
1.00
−
3
−
−3
4@ 1.64
moles. %a concentración de a!H en
−3
1,64 mol mol de NaOH NaOH ∗1000 mL 24 ml = 0,0683 M 0,0683 M NaOH 1 L
−¿
;s B OH ¿ C @ 0,0683 M D p!H@ -%og $,$0?( PO)@ ,,> •
()@8).$$ −¿ 8,80
()@8&,?)
;l adicionar 80ml de a!H $,$8#A (O)@-%og $,$8# (O)@,9,2 ()@8).$$ −¿ 8,8)# ()@8&,?#
•
;l adicionar 80ml de a!H $,$)&A (O)@-%og $,$)& (O)@,9,1 ()@8).$$ −¿ 8,8&6 ()@8&,?
*osteriormente *osteriormente tomando los datos experimentales experimentales de una valoración valoración en la +ue si ubo neutralización son=
V.NaO)/6L ()
$ & ) 0 ? 8$ 8& 8) 80
8,? 8,6( &,$6 &,&? &,#6 (,## 8&,&0 8&,## 8&,0(
P) (8n!# de
GraB'a del () de 8na Val#ra'i4n de a'id# $8er!e-5ase $8er!e9 8#
8$
PC #
$ $
&
)
0
?
8$
8& 8&
8) 8)
80 80
8? 8?
V#l86en NaO) a7re7ad# .6L/
!F;= la disolución cambio a color rosa a los 8$,# m% An&lisis de res8l!ad#s:
*ara obte obtene nerr los los dato datoss y pode poderr real realiz izar ar la curva curva de valo valorac ració ión, n, vamo vamoss aGad aGadiiend endo & ml de a!H a!H esta estan ndariz arizad ada a desde esde la buret ureta a, el cua cual va reaccionando reaccionando en el Erlenmeyer con el H
An&lisis de 7r&'a: E% pH de la disolución inicial inicial es de 8.$, cuando se agrega
a!H, aumenta muy lento sin embargo cerca al punto de e+uivalencia, el pH comienza comienza aumenta aumentarr. El punto de e+uivalenc e+uivalencia ia es un pH de y es el punto punto donde an reaccionado cantidades cantidades e+uimolares del ácido y de la baseI En una valoración entre ácido fuerte y una base fuerte, las concentraciones de los iones de idrógeno e idróxido son muy pe+ueGas, por lo tanto la adición de unas pe+ueGas gotas demás ace +ue incremente las concentraciones de +¿
−¿
B! H ¿ C D B H ¿ C. En la gráca se puede observar +ue después del punto de e+uivalencia el pH aumenta lentamente en un rango de 38& a 8(4 con la adición de a!H. 39 Ca(a'i Ca(a'idad dad a6#r!i7 a6#r!i78ad 8ad#ra #ra
Ca(a'idad a6#r!i78ad#ra del &'id# 'l#r%dri'# V .)CL/ 6l
()
$ 8 & ( ) #
0,$( 0,)( 0,#& 0,0) #,?8 (,#
Ca(a'idad a6#r!i78ad#ra del )CL ? 0
Ca(a'idad a6#r!i78ad#ra ()
) & $ $
8
&
(
)
#
0
,
V .)CL/ 6l
An&lisis: "e la gráca podemos apreciar +ue la disolución tiene la
capacidad de resistir a los cambios de pH cuando se agregan pe+ueGas cant cantid idad ades es de ácid ácido o 3H
V .NaO)/6l
()
$ 8 & ( ) #
,(0 ,(6 ,?$ ?,& 8$,6) 88,(&
Ca(a'idad a6#r!i78ad#ra del NaO) 8) 8& 8$ ? () 0 ) & $ $
Ca(a'idad a6#r!i78ad#ra
8
&
(
)
#
0
V.NaO)/ 6L
An&lisis: "e la gráca podemos deducir +ue la disolución amortiguadora debe
contener una concentración relativamente seme1ante a la de la base para neutralizar los HJ +ue se le agreguen, la disolución tiene la capacidad de resistir a los cambios de pH cuando se agregan pe+ueGas cantidades de a!H +ue es una base fuerte. El pH aumenta lentamente de un * neutro ,(0 a un pH básico de 88, (& cuando se a agregado #m% de a!H.
Ca(a'idad a6#r!i78ad#ra de 58er
K5na solución amortiguadora debe contener una concentración relativamente grande de ácido para reaccionar con los iones idroxilo +ue se le aGaden y también debe tener una concentración seme1ante de base para neutralizar los iones iones idr idroni onio o +ue se le aGaden aGaden.. %as soluci solucione oness amorti amortigua guador doras as traba1 traba1an an removiendo los iones HJ o los iones !H de la solución. "e este modo, la acción de una solución amortiguadora es un caso especial del efecto del ion com2n> desplazamiento del e+uilibrio por la adición de un ion +ue ya está en solución. El efec efecto to del del ion ion com2 com2n n limi limita ta la ioni ioniza zaci ción ón de un ácid ácido o 3o base base44 por por la presencia de una concentración signicativa de una base con1ugada o ácido. 3<ang-&$$&4. )a'iend# 8s# de la e'8a'i4n de )enders#n-)assel5al'
"ebido a +ue el ácido es fosforico es un ácido tritropico, a continuación continuación escribimos las tres etapas de ionización= ionización=
Fomado Fomado de
Teniend# en '8en!a l# an!eri#r (ara el a'id# pH = p"a + log
[ K 2 2 H#O 4 ] [ K 2 H 2 2 #O 4 ]
pH =7,21 + log
[ 0.1 M 0.1 M ] 0,1 M ] [ 0,1 M
pH =7,21 + log
[ 0.1 M ] [ 0,1 M ]
pH =7,21 + log1 pH =7,21
Para la 5ase
pOH = p"b + log
[ K 2 H#O 2 H#O 4 4 ] 2 H 2 2 #O 4 ] [ K 2 H
pOH =12,32 + log
[ 0.1 M ] [ 0,1 M ]
pOH =12,32 + log
0.1 M ] [ 0.1 M [ 0,1 M 0,1 M ]
pOH =12,32 + log1
pOH =12,32
CONCLUSIONES •
%as %as titu titula laci cion ones es o neut neutra rali liza zaci cion ones es nos nos perm permit iten en dete determ rmin inar ar la concentración del ácido o una base +ue se encuentran en disolución, pero siempre debe tenerse en cuenta su concentración inicial, y a la
•
ora ora de estand estandari arizar zar tener tener cuidado cuidado con +ue no se contam contamine ine pues pues puede +ue la neutralización no se dé correctamente. ;l obtener los datos experimentalmente y compararlos con los teóricos se puede observar +ue no ay muca diferencia y +ue en la gráca se tiene una secuencia correcta en cuanto a la zona tampón y el punto de e+uivalencia. ;l agregar grandes cantidades de base 3a!H4, se puede apreciar el cambio de color gracias al indicador +ue en este caso es fenolftalena, pero no se obtienen el pH exacto de la neutralización, para esto sera necesario mane1ar cantidades más pe+ueGas, en nuestro caso solo se obser observa va un gran gran camb cambio io del pH bási básico co al ;cid ;cido o por por la canti cantida dad d adicionada. /e concluye +ue %as disoluciones reguladoras, amortiguadoras o buer, tienen la capacidad de resistir a los cambios de pH debido a +ue vara con pe+ueGas adiciones de áci ácido o de base. %as soluciones amortiguadoras son soluciones de ácidos o bases +ue tienen un ion com2n como el +ue se presenta entre el K 2 H# 04 y el KH 2 # O4 .El pH de la solución amortiguadora depende de la naturaleza del ácido débil +ue la integra, es decir del pMa del ácido y de la proporción relativa entre la sal y el ácido.
BIBLIOGRAFIA •
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&$$& 5niversidad ponticia Naveriana> ca de seguridad> Hidróxido de sodio ttp=OOportales.pu1.edu.coOdoc-+uim ttp=OOportales.pu1.edu.coOdoc-+uimicaOfds-lab+ca-d icaOfds-lab+ca-dianaermit ianaermitOa!H.pdf Oa!H.pdf B recuperado el $#O$0O&$80C %aboratorio Mem> Pica de seguridad> ácido clordrico> ttps=OOQQQ.labbox.comOP"/OE/OE/RRHydrocloricS&$acid S&$concentratedS&$toS&$prepareS&$8%S&$ofS&$solution S&$8S&$mol%S&$8R
