Acido Debil Base Fuerte 4y3r6w

UNIVERSIDAD DE LA COSTA, CUC FACULTAD DE CIENCIAS AMBIENTALES

REACCIÓN DE NEUTRALIZACIÓN DE UN ÁCIDO DÉBIL CON UNA BASE FUERTE. ESTANDARIZACION Y VALORACION

Estructura

Profesor: Laboratorio de Química Inorgánica II Fundamentos Desarrollo Cálculos y teóricos experimental Análisis de resultados

Conclusiones

Bibliografía

Resumen En la práctica de laboratorio Se realizaron las estandarizaciones para ácidos y para bases con patrones primarios y secundarios., Primero se realizara la preparación de ácido clorhídrico e hidróxido de sodio a 0.1 M, realizando algunos cálculos necesarios y su posterior preparación. Luego se realiza la estandarización del hidróxido de sodio con el patrón primario, indicador (rojo de fenol). A continuación se estandariza el ácido clorhídrico con la solución patrón, que es hidróxido de sodio, y su indicador (rojo de fenol). Por último se realiza la estandarización del ácido clorhídrico con un patrón primario.

Introducción En el siguiente informe se da a conocer los procedimientos que se realizaron en el experimento grupal, el cual tenía la finalidad de mostrar que estandarización al titular un ácido débil con una base fuerte, con el fin de conocer el comportamiento de estos, haciendo uso de la curvas de titulación, además de dar a conocer los materiales que utilizados para llevar a cabo la experiencia, los resultados que arrojo dicho experimento y finalmente un análisis detallado determinando la concentración de un ácido débil como el acético ,utilizando la titulación como técnica.

Palabras claves Estandarización, titulación, Ácido acético, Base débil y Fuerte, patrón, primario, secundario,

Objetivos: - Realizar la estandarización de una base fuerte. - Determinar la concentración de un ácido débil como el ácido acético, utilizando la titulación como técnica.

Abstract In the lab standardizations for acids and bases with primary and secondary standards they were conducted. , First the preparation of hydrochloric acid and sodium hydroxide 0.1 M was made, making some necessary calculations and subsequent preparation. Standardizing the sodium hydroxide with the primary standard indicator (phenol red) is then performed. Then hydrochloric acid standard solution, which is sodium hydroxide, and the indicator (phenol red) is standardized. Finally the standardization of hydrochloric acid with a primary standard is made.

Titulación: Es un procedimiento utilizado en química con el fin de determinar la molaridad de un ácido o una base. Una reacción química se establece entre un volumen conocido de una solución de concentración desconocida y un volumen conocido de una solución con una concentración conocida. La acidez relativa (basicidad) de una solución acuosa se puede determinar utilizando el ácido relativa (base) equivalentes. Estandarización: Consiste en verificar la concentración de la solución patrón que será usada para hacer la titulación.

Key words: Standardization, certification, acetic acid, weak base and strong, pattern, primary, secondary. Materiales y Reactivos.  2 Erlenmeyer

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 Pipeta  Matraces 250 mL  10 mL de HCl. 0.1 M 10 mL de C2H4O2 0.1 M  Fenolftaleína  Montaje para titular (Bureta, soporte, Pinzas)

jugada y el cociente sufrirá un marcado descenso, por lo que se espera un incremento proporcional del pH. Después de esta subida inicial de pH, la titulación entra en una región reguladora, en donde las concentraciones del ácido y de la base conjugada son similares. La adición de base en la región próxima al punto de equivalencia causará un cambio significativo en la concentración de HA, que en este punto es pequeña, con relación a la concentración de A-, que es ahora alta. Como resultado el valor del cociente (HA)/(A-) será cada vez más pequeño, a medida que aumenta el pH (Ver figura 1). En una curva de titulación de un ácido débil con una base fuerte se tiene en cuenta lo siguiente: 1) el pH inicial lo determina el valor de Ka del ácido que está presente, 2) con la adición de base, se entra en una serie de soluciones reguladoras por la presencia de los pares conjugados en diferentes concentraciones, 3) en el punto de equivalencia, la especie predominante será la base conjugada (A-), y 4) más allá del punto de equivalencia, el pH será determinado por la base fuerte. La reacción de encalamiento en el suelo es de este tipo, donde el suelo se comporta como un ácido débil y la cal como una base fuerte [1].

2. Fundamentos Teóricos. Acido débil -Base fuerte. En la Química existen tres conceptos para explicar el comportamiento de una sustancia como ácido o como base. Estos conceptos fueron postulados inicialmente por Arrhenius, luego fueron ampliados por Brønsted y Lowry. Posteriormente, Lewis incluyó como ácidos o bases a un gran grupo de sustancias que no era posible clasificarlas según los criterios definidos por los anteriores autores La tendencia de ceder y aceptar protones se conoce como la fuerza del ácido y la fuerza de una base, respectivamente. Así, un ácido débil es uno que tiene una baja tendencia a ceder protones (protólisis), se dice que tiene protones en un bajo nivel de energía. Una base fuerte es aquella que tiene una alta tendencia a aceptarlos. Es difícil definir un valor absoluto de fuerza de un ácido o de una base, ya que el grado de transferencia de protones depende, no solamente, de la tendencia del donador, ácido, sino también de la capacidad de aceptar protones de la base, del par conjugado ácidobase. Bajo estas circunstancias, la fuerza relativa de un ácido se mide con respecto a la base, usualmente el solvente. En las soluciones que tienen el agua como solvente, la fuerza de un ácido y de una base se mide con relación al par conjugado ácido base. Las reacciones entre pares conjugados ácido base son reacciones en equilibrio, a las cuales se les puede aplicar la constante de equilibrio utilizada en química para caracterizarlas. El pH inicial de un ácido débil será más alto que el pH de un ácido fuerte de la misma concentración formal. Además, el cociente del par conjugado (HA)/(A-) al principio será numéricamente alto; esto es, (HA)>>(A-). La primera adición de base hace que la concentración de A- aumente y el cociente varíe ligeramente, porque aún queda parte de HA sin disociarse. En estos primeros casos el pH no varía bruscamente. Con las continuas adiciones de base, se incrementara la concentración de la base con-

Figura 1. Curva acido débil, base fuerte. Estandarización de soluciones La estandarización de soluciones es el proceso mediante el cual se determina con exactitud la concentración de una solución. Algunas veces se puede preparar una solución estándar disolviendo una muestra pesada con exactitud en un volumen de soluto medido con exactitud. Por lo general este método no se utiliza, ya que muy pocos reactivos químicos se pueden obtener en una forma lo suficientemente pura como para satisfacer la exactitud requerida por el analista. Las pocas substancias que son adecuadas a este respecto son conocidas como estándares primarios. Una solución se

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estandariza en forma común mediante una titulación, en la cual esta reacciona con un estándar primario previamente pesado. La reacción que ocurre entre el titulante y la sustancia seleccionada como estándar primario debe reunir todos los requisitos del análisis volumétrico. Además de esto, el estándar primario debe tener las siguientes características:

El punto equivalencia un ácido fuerte o una base fuerte se producirán a pH 7. Para ácidos y bases débiles, el punto de equivalencia no necesita producirse a pH 7. Habrá varios puntos de equivalencia para ácidos y bases poliproticos [3].

3. Desarrollo experimental Una vez dadas las explicaciones en el laboratorio, se procedió a preparar el ácido clorhídrico (NaOH) necesitado para la experiencia en una concentración del 0, 1 M en 250 mL de agua, una vez se obtuvo la cantidad necesitada se continuo con el montaje del sistema para titular, en esta ocasión se depositaron en una bureta de 50 mL, el volumen 30 mL del Hidróxido y se continuo con la obtención de dos Erlenmeyer con 10 ml de ácido acético (C2H4O2) cada uno, esta sustancia funciono como acido débil en la experiencia y fue utilizada para titularse con el Hidróxido, se ubicó el primer recipiente (antes adicionado con 2 gotas de Fenolftaleina) y se procedió a agregar la cantidad del Hidróxido gota a gota, al realizar esta acción con el primer recipiente del Erlenmeyer se obtuvo un cambio en la tonalidad a los 63 mL de adición en el ácido débil, este tomo una coloración violeta (transparente) y no retorno a su color inicial después de seguir agitándolo. Se realizó el mismo proceso con el segundo Erlenmeyer y se encontró que al adicionar 63 mL de hidróxido en el Vinagre este no retorno a su tonalidad transparente inicial tomando una coloración violeta más oscura. En esta experiencia el proceso demoro un poco mas además de agregársele un volumen mayor de hidróxido al acido débil para obtener el cambio de color.

1-Debe encontrarse disponible de una forma pura o de pureza conocida a un costo razonable. En general la cantidad total de impurezas no debe excederse de un 0.01 a un 0.02% y debe ser posible de terminarlas impurezas mediante ensayos cualitativos de sensibilidad conocida. 2-La sustancia debe ser estable. Debe ser fácil de secar y no debe ser tan higroscópica como parte para tener agua mientras se pesa. No debe perder peso al o con el aire. Las sales hidratadas por lo general no se emplean como estándares primarios. 3- Es conveniente que el estándar primario tenga un peso equivalente razonablemente elevado para minimizar los errores al pesarlo [2]. Titulación: Titulación es un procedimiento utilizado en química con el fin de determinar la molaridad de un ácido o una base. Una reacción química se establece entre un volumen conocido de una solución de concentración desconocida y un volumen conocido de una solución con una concentración conocida. La acidez relativa (basicidad) de una solución acuosa se puede determinar utilizando el ácido relativa (base) equivalentes.

4.

Cálculos y cuestionario.

Un equivalente ácido es igual a un mol de H + o iones H3O +. Del mismo modo, un equivalente base es igual a un mol de iones OH- . Tenga en cuenta que algunos ácidos y bases son polípticos, lo que significa que cada mol del ácido o base es capaz de liberar más de un ácido o base equivalente. ¿Cuáles otros indicadores podría haber utilizado en esta titulación? ¿Cuál habría sido el cambio de color en cada caso?

Cuando la solución de concentración conocida y la solución de concentración desconocida se hacen reaccionar al punto en el que el número de equivalentes de ácido es igual al número de equivalentes de base (o viceversa), se alcanza el punto de equivalencia.

En el siguiente cuadro se muestran los posibles indicadores y los respectivos cambios que se presentarían al ser adicionados en la solución

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preparada en el laboratorio una vez realizada la titulación se muestran los colores a los cuales cambiaría el indicador al someterse a los niveles de pH y el color que se observaría al verse en un ácido o en una base.

Una vez colectados los residuos, se procederá a diluir éstos con agua de la llave. Se puede iniciar haciendo pruebas con una muestra pura y diluirla con agua. Por lo mínimo, esta dilución deberá hacerse con relación de 1:100 de agua. Una vez diluido, se neutralizará con hidróxido de sodio (NaOH) al 10% en peso, hasta alcanzar un pH entre 5 y 7. Con esto, estará listo para verter en la alcantarilla. Bases (Hidróxidos). Al término de la práctica, todos los residuos que sean hidróxidos que se hayan generado deben ser colectados en su contenedor correspondiente. El tratamiento se proporcionará diluyendo éstos residuos con agua de la llave, para después neutralizar con ácido sulfúrico 10% en peso hasta alcanzar un pH entre 5 y 7. Con esto está listo para verter en la alcantarilla.

¿Qué es una solución estándar? ¿Para qué se usa?

5.

Conclusiones

Cabe resaltar que la curva de titulación de un ácido débil con una base fuerte comparada con la curva de titulación acido fuerte base fuerte existen notables diferencias como; los diferentes indicadores a utilizar, el pH del punto de equivalencia de la curva de titulación acido fuerte base fuerte es de un pH neutro de 7.00 y en la curva de titulación ácido débil base fuerte este pH puede variar, también los cambios de pH en la curva de titulación acido débil base fuerte son nada bruscos, los cambios son de manera paulatina a diferencia de la curva de titulación acido fuerte base fuerte donde los saltos de pH se disparan con una cantidad de volumen pequeña.

R/ La solución estándar es una solución que contiene una concentración conocida de un elemento o sustancias conocidas, y por ende sus propiedades como el pH también se conocen. Y se usan como punto de comparación, o referencia cuando se va a hacer una estandarización o valoración de alguna otra sustancia. ¿De qué otra forma se estandariza el NaOH? Explique detalladamente. En el caso del hidróxido de sodio lo mas común es valorarla con una concentración conocida de ácido clorhídrico y con la fórmula de normalidad se sustituyen los valores del gasto de ácido que se utilizó para neutralizar la base y de esta forma saber exactamente la concentración molar del NaOH cuando cambie de rosa a incoloro ahí tomas tu volumen y haces los cálculos.

Bibliografía [1] Douglas A. S, y West D. M., - (1989) “Química Analítica”. Enseñanza de las Ciencias, Pag. 725.

¿Cómo se pueden tratar los residuos líquidos generados en esta práctica antes de verterlos al alcantarillado, para hacerlos menos peligrosos? Por medio de la titulación, buscar la manera de llegar al punto de neutralidad del compuesto usado y verterlo al alcantarillado, una vez este tenga el nivel adecuado de pH (7) en casos específicos, se realizara lo siguiente:

[2] Hernández C. L., “Preparación estandarización de soluciones”,

y

[3] Atkins J., (2006). “Principios de química” 3ra edición. Editorial Médica Panamericana. Pag 415.

Ácidos.

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