Equilibrio de ácido-base en sistemas acuosos

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INFORME DE LABORATORIO

Equilibrio de ácido-base en sistemas acuosos

Asignatura: BIO-003

Nombre de Autores: Valentina Mills y Micaela Sepúlveda

Nombre de Docentes del práctico: María Elena De Lourdes Reyes Rebolledo

Fecha de realización: 13 de mayo de 2021

Introducción

Las reacciones ácido-base, especialmente aquellas que ocurren en disolución acuosa, son de trascendental importancia para la química experimental, la biología, la geología, y, por lo tanto, para numerosos procesos que tienen lugar en el medio ambiente.

Con anteriores teorías se explicaba que un acido que en escala de pH es menos a 7, tiene mayor concentración de s H+, y una base por otra parte en la escala de pH es mayor a 7, tiene mayor concentración de iones OH-, pero en la actualidad se llegó a la conclusión que un acido es el que dona un protón y la base por su parte es la que recibe un protón. Y el concepto de pH se definió por Sorensen como el logaritmo decimal negativo de la concentración de protones, en términos de concentraciones de protones el pH disminuye y aumenta el pOH cuando este aumenta, en cambio el pH aumenta y disminuye el pOH cuando este disminuye (Urra, 2016).

Objetivos:

• Aplicar los conceptos y mecanismos químicos básicos asociados al equilibrio ácido-base en sistemas acuosos.
• A través de simuladores virtuales realizar experimentos en relación con las concentraciones de ácido-base y pH.
• Dar a conocer lo observado a través de los resultados de los experimentos realizados y así la discusión de estos.

Procedimiento experimental – Materiales y métodos

1.- En el primer simulador virtual que se utiliza para reconocer las soluciones ácidas y básicas, se podía observar un vaso precipitado con una lupa, luego a través de un electrodo y una cinta indicadora que indican el pH, se introduce en el vaso precipitado y observando por la lupa se pudo reconocer los cambios en las moléculas, también por otra parte por medio de una ampolleta y sus cargas, se pudo reconocer la conductividad eléctrica. En estos 3 diferentes experimentos se pudieron observar y explicar los comportamientos en acido y base fuerte, acido y base débil y también en el agua.  

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2.- El segundo simulador virtual se utiliza para identificar la escala en la que se encuentra el pH, nos dice si el pH de una solución es de tipo ácida o básica. Luego nos encontramos con el pH metro, el cual tiene un electrodo que al introducirlo al agua o alguna solución nos indica cual es el rango en que esta el pH. Se procedió agregando una cierta cantidad de agua y de solución a un vaso precipitado, en este caso se utilizaron soluciones de sangre, café y vómito en los cuales al introducir el electrodo al vaso precipitado todas ellas arrojaron diferentes tipos de pH.

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3.- El tercer simulador virtual se utilizó para identificar pH, [H3O+] y [OH-]. Se comenzó con una cierta cantidad de agua en el vaso precipitado en los cuales la cantidad de el pH, [H3O+] y [OH-] se mantuvieron de una forma neutra, ya que aún no se le administraba ningún tipo de solución. En el momento que se inició la administración de los diferentes tipos de soluciones los cuales eran leche, limpiador de cañerías y por último ácido de batería comenzaron los diferentes tipos de cambios en el pH, [H3O+] y [OH-].

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Resultados

1.- Con respecto al primer simulador se logro observar diferentes cambios en las moléculas:

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Agua: al introducir el electrodo se observó un pH 7 que es neutro, con la cinta indicadora se observó un color naranja pálido que en escala arrojo un pH 7 también, así en la lupa se ve que las moléculas de hidronio e hidroxilo son mínimas y de la misma cantidad, y finalmente en la conductividad eléctrica se observo que la ampolleta se enciende con poca intensidad

Acido y base fuerte: En el caso de ácido fuerte al introducir el electrodo nos indicó un pH de 2.00, con la cinta indicadora de observo un color rojo intenso (pH 2), así como como también se pudo observan el comportamiento de las moléculas de hidronio con la lupa que están en mayor cantidad, y finalmente en la conductividad eléctrica se observo que la ampolleta se enciende con mucha intensidad. Por otra parte, en el caso de la base fuerte con el electrodo nos indicó un pH 12.00, con la cinta se observo un color azul verdoso intenso (pH 12), en el comportamiento de las moléculas se observo las de hidroxilo en mayor cantidad, y en la conductividad eléctrica también se encendió con mucha intensidad la ampolleta.

Acido y base débil: En el caso de ácido débil al introducir electrodo nos indicó un pH de 4.50, con la cinta indicadora de observo un color naranjo claro, así como como también se pudo observan el comportamiento de las moléculas que existe un equilibrio ya que no todas las de hidronio son transformadas, sino que también se conservan del propio ácido débil, y finalmente en la conductividad eléctrica se observó que la ampolleta se enciende con mediana intensidad. Por otra parte, en el caso de la base débil con el electrodo nos indicó un pH 9.50, con la cinta se observó un color verde oscuro, en el comportamiento de las moléculas que existe un equilibrio ya que se observan el aporte de hidroxilo, pero no se transforman todas, y en la conductividad eléctrica también se encendió con mediana intensidad.

2.-Los resultados del segundo simulador con los tres tipos de soluciones fueron los siguientes:

Con el primer método se comenzó con 0.05L de agua en el vaso precipitado antes de colocar una solución en lo cual su pH es de 7 que significa es que es un pH neutro, al agregar 0.01L de la solución que se escogió que en ese caso fue el café, el pH del agua comenzó a disminuir, este paso se repitió 5 veces más a la anterior y a medida que se le iba agregando más solución en una cantidad de 0,01L de café, el pH seguía disminuyendo aún más, y esto quiere decir que la solución que agregamos es de pH ácido. Con el segundo método se comenzó con 0.05L de agua en el vaso precipitado antes de colocar la solución escogida lo cual el PH del agua arrojaba que es 7 y eso significó que es neutro al igual que el principio del método anterior, luego se prosiguió agregando una solución de 0.01L de sangre por lo que el pH del agua se modificó y comenzó a subir a 7.02, este paso se repitió cinco veces más a la anterior hasta llegar a 7.07 en su pH, por lo que se confirmó que al seguir aumentando las cantidades de sangre el pH del agua seguiría aumentando y siendo aún más básico. Con el tercer método se comenzó con 0.05L de agua en el vaso precipitado antes de colocar la solución escogida lo cual arrojaba que el pH del agua es de 7 y significó que es neutro al igual que los dos métodos anteriores, luego se prosiguió agregando una solución de 0.01L de vómito por lo que el pH del agua se modificó y comenzó a disminuir a 3.58, este paso se repitió 5 veces más a la anterior hasta llegar a 2.94 en su pH, por lo que se confirmó que al seguir aumentando las cantidades de vomito en el agua el pH del agua seguiría disminuyendo y siendo aún más ácido.

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3.- Los resultados del tercer simulador con los distintos tipos de soluciones fueron los siguientes:

El método A que se utilizó fue agua, y se comienza con 500ml de agua y a eso se le agregaron 20ml de agua en el cual dio que su pH es de 7 y su concentración de [H3O+] que es de y [OH-] de que significa que es neutro, luego se le agregaron 20 ml más de agua y su pH, [H3O+] y [OH-] no cambian. Este proceso se repitió 3 veces más a la anterior agregando 20 ml en cada proceso que seguía por lo que se confirmó que el seguir agregando cada vez más agua el pH, [H3O+] y [OH-] no cambian. El método B se utilizó una solución de leche, inicialmente el vaso precipitado comienza con 500ml de agua en donde su pH es 7, [H3O+] es de  y [OH-]  , por lo que significó que sin agregar ninguna solución su pH, [H3O+] y [OH-] son neutros. Al momento de agregarle a los 500ml de agua 20 ml de solución el pH, [H3O+] y [OH-]cambiaron automáticamente a una solución ácida y quedo de esta forma: el pH fue de 6.97, [H3O+] fue de  ,[OH-] de , por lo que el pH disminuyó, la concentración de [H3O+] se mantuvo dentro el rango neutro y [OH-] aumentó a su un rango básico. Se repitió este proceso 3 veces más y el pH siguió siendo aún más ácido la concentración de [H3O+] siguió estando dentro del rango neutro y [OH-] continuó siendo de un rango básico. En el método C se utilizó la solución de limpiador de cañerías, inicialmente el vaso precipitado comienza con 500 ml de agua en donde su pH es 7, la concentración de [H3O+] es de  y la concentración de [OH-]  por lo que se determinó que como comienza el método C está en un estado neutro, luego a los 500 ml de agua se le agregaron 20 ml de la solución del limpiador de cañerías y todas sus concentraciones cambiaron, el pH cambió a 11.64, la concentración de [H3O+] a  y la concentración de [OH-]  , lo que se pasó fue que el pH aumentó y pasó a ser un pH básico, la concentración de [H3O+] tambien aumentó y se convirtió en una concentración básica y la concentración de [OH-] disminuyó y se volvió ácida. Se repitió este paso 3 veces más al anterior y en los tres pasos dieron los mismos tipos de resultados. El pH se volvió básico, la concentración de [H3O+] aumentó y la concentración de [OH-] disminuyó. En el método D se utilizó la solución de ácido de batería, inicialmente el vaso precipitado comienza con 500 ml de agua en donde su pH es 7, la concentración de [H3O+] es de  y la concentración de [OH-]  por lo que se determinó que como comienza el método D está en un estado neutro, luego a los 500 ml de agua se le agregaron 20 ml de la solución del ácido de batería y todas sus concentraciones cambiaron, el pH cambió a 2.65 , la concentración de [H3O+] ay la concentración de [OH-] a , lo que se pasó fue que el pH disminuyó y pasó a ser un pH ácido, la concentración de [H3O+] tambien disminuyó y se convirtió en una concentración ácida y la concentración de [OH-] aumentó y se volvió básica. Se repitió este paso 3 veces más al anterior y en los tres pasos dieron los mismos tipos de resultados. El pH se volvió ácido, la concentración de [H3O+] disminuyó y la concentración de [OH-] aumentó.[pic 9][pic 10][pic 11][pic 12][pic 13][pic 14][pic 15][pic 16][pic 17][pic 18][pic 19][pic 20][pic 21][pic 22]

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