CROMATOGRAFIA LIQUIDA A COLUMNA ABIERTA.

Determinación colorimétrica del pH

Entregado: 21 de Abril 2014.

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RESUMEN

En la realización de la  práctica se estudió las características de los ácidos y bases, haciendo diferencia entre estos en donde el pH de una solución determina la medida de acides o alcalinidad de una solución, indicando la concentración de iones [H3O+] presentes en determinadas sustancias. A partir de esto, se procedió a determinar el pH en la solución de ácido clorhídrico (HCl) 0.1M e hidróxido de sodio (NaOH) 0.1M. En donde se fue empleado el método colorimetría donde con la ayuda de 5 indicadores se determinó el color de la solución,de igual manera se colocó a reaccionar distintas sustancias con varios indicadores de PH y según el color dado se pudo establecer si eran ácidas o básicas y estimarles calores de PH.

Palabras-claves: ácido, base, iones, pH, indicadores.

1. INTRODUCCION.

En la química para profundizar en lo que es el pH, se debe estudiar el concepto de ácido-base. Primero en la historia antigua solo se tenía una definición de ácido-base creada por Arrhenius en el 1880 quién los define como sustancias que pueden donar protones H+ o iones OH-, respectivamente. Esta definición es incompleta puesto que existen moléculas como el amoniaco (NH3)que carecen del grupo OH- y poseen características básicas.

Una definición más general fue propuesta en 1923 por Johannes Bronsted y Thomas Lowry quienes enunciaron que una sustancia ácida es aquella que puede donar H+, exactamente a la definición de Arrhenius; pero a diferencia de éste, definieron a una base como una sustancia que puede aceptar protones.

Definición más general sobre ácidos y bases fue propuesta por Gilbert Lewis quien describió que un ácido es una sustancia que puede aceptar un par de electrones y una base es aquella que puede donar ese par.

Los ácidos y bases se caracterizan por:

Ácidos:

• Tienen sabor agrio (limón, vinagre, etc.)
• En disolución acuosa enrojecen la tintura o papel tornasol.
• Decoloran la fenolftaleína enrojecida por las bases.
• Producen efervescencia con el CaCO3 (mármol).
• Reaccionan con algunos metales (como el Zn, Fe,…) desprendiendo hidrógeno.
• Neutralizan la acción de las bases.
• En disolución acuosa dejan pasar corriente eléctrica.
• Concentrados destruyen los tejidos biológicos vivos.
• Enrojecen ciertos colorantes vegetales.
• Pierden sus propiedades al reaccionar con las bases.

Bases:

• Tienen sabor cáustico o amargo (a lejía).
• En disolución acuosa azulean el papel o tintura de tornasol.
• Enrojecen la disolución alcohólica de la fenolftaleína.
• Producen una sensación untuosa al tacto.
• Precipitan sustancias disueltas por ácidos.
• Neutralizan la acción de los ácidos.
• En disolución acuosa dejan pasar la corriente eléctrica.
• Suaves al tacto pero corrosivos con la piel.
• Dan color azul a ciertos colorantes vegetales.
• Disuelven grasas y azufre.
• Pierden sus propiedades al reaccionar con ácidos.
• Se usan en la fabricación de jabones a partir de grasas y aceites.

El pH se define para los ácidos como:

pH = -Log [H+]

Para las bases:

pOH = -Log [OH-]

Puesto que el agua está adulterada en una pequeña extensión en iones OH- y H3O+, se tiene:

Kw = [H3O+] [OH-] =1x10-14, donde [H3O+] es la concentración de iones de hidronio, [OH-] la de iones de hidroxilo, y Kw es una constante conocida como producto iónico del agua, que vale 10-14.

Por lo tanto,

Log Kw = Log [H3O+] + [OH-]

-14 = Log [H3O+] + Log [OH-]

14 = -Log [H3O+] – Log [OH-]

pH + pOH = 14

Por lo que se pueden relacionar directamente los valores del pH y del pOH.

La escala del pH va desde 0 hasta 14. Los valores menores que 7 indican el rangode acidez y los mayores que 7 el de alcalinidad o basicidad. El valor 7 se considera neutro. Matemáticamente el pH es el logaritmo negativo de la concentración molar de los iones hidrogeno o protones (H+) o iones hidronio (H3O)

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1. PROCEDIMIENTO.

1.  A partir de un solución de HCl 0.1M se preparó soluciones de pH 2, 3, 4, 5, 6 (1x10-2 M, 1x10-3 M, 1x10-4 M, 1x10-5 M, 1x10-6 M).
2. De la misma forma a partir de una solución de NaOH 0.1 M se preparó soluciones de pH 12, 11, 10, 9 y 8 (1x10-12M,   1x10-11 M, 1x10-10 M, 1x10-9 M, 1x10-8 M).
3. Se procedió a medir 1 mL de una solución del HCl y colocar en cada uno de los 6 tubos de ensayo para así agregar 2 gotas del indicador asignado para cada grupo, de igual forma se hizo con NaOHver figura 1, 2, 3, y 4.
4. Luego, se tomó 5 tubos de ensayo y se le adicionó a cada tubo CH3COOH, NH3, vinagre blanco, Spray, limpia vidrio y polvo para hornear respectivamente. Luego, se procedió agregar 2 gotas del indicador asignado para cada grupo  ver figura 5, 6, 7 y 8.

Indicadores:

• Naranja de metilo.
• Rojo de metilo.
• Azul de bromotimol.
• Fenolftaleína.
• Amarillo de alizarina.

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1. RESULTADOS Y DISCUCIÓN.

Para el estudio de pH, con el ácido clorhídrico (HCl), se realizaron los siguientes cálculos para obtener distintas concentraciones y a su vez diferentes pH.  

HCl:

0.1M*1ml=10ml*C2

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0.01 * 1ml =10ml * C2

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0.001 * 1ml =10ml * C2

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0.0001 * 1ml =10ml * C2

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0.00001 * 1ml =10ml * C2

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Así mismo se obtuvieron por medio de cálculos los diferentes pH para las  distintas concentraciones de hidróxido de sodio (NaOH).

NaOH:

0.1M*1ml=10ml*C2

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0.01M*1ml=10ml*C2

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0.001M*1ml=10ml*C2

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0.0001M*1ml=10ml*C2

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0.00001M*1ml=10ml*C2

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En la siguiente tabla se muestra los distintos pH por medio de colores de las reactivos de HCl y NaOH, con los todos los indicadores.

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