Informe Fisico Quimica II

LABORATORIO 1: VALORACION POTENCIOMETRICA ACIDO-BASE

Jose Lizana Toro

Jose.lizana@live.com

Bárbara Valverde Olivares

Ba.olivares.val@gmail.com

   RESUMEN: La potenciometria es una de las formas más factibles de seguir la variación de pH en el transcurso de una valoración ácido-base.

En toda valoración la concentración de uno de los reactivos es desconocida, mientras que la del reactivo valorante es exacta. En este caso, la valoración de ácido acético de concentración desconocida se realiza con hidróxido de sodio como valorante de concentración conocida.

La concentración del valorante debe ser estandarizada mediante un patrón primario, para el caso del hidróxido de sodio (NaOH) se realiza con el biftalato de potasio, (BHK).

Dando lugar a la siguiente reacción:

NaOH(ac) + C8H5O4K(ac)→ C8H5O4KNa(ac) + H2O(l)

La estandarización del hidróxido de sodio, permite conocer su concentración exacta y de esta manera se podrá valorar el ácido acético para conocer su concentración real, pKa y poder medir la variación de pH según la cantidad de valorante agregado.

NaOH(ac) + CH3COOH(ac)→ CH3COONa(ac) + H2O(l)

PALABRAS CLAVE: Potenciometría, pH, Curva de valoración, Reacción ácido-base, Punto de equivalencia.

INTRODUCCIÓN: La valoración ácido-base consiste en la determinación de una concentración desconocida a partir de la adición de un volumen necesario de ácido o base de concentración conocida para alcanzar un punto de equivalencia, donde las concentraciones molares llegan a un equilibrio y estas sustancias serán neutralizadas.

En este tipo de valoraciones es necesario en un primer paso la estandarización de un patrón secundario a partir de uno primario de concentración conocida y exacta, esta estandarización brindara la concentración que posee el valorante para llevar a cabo la valoración principal.

Generalmente las soluciones empleadas como los productos en una valoración no presentan un color visible, es necesario emplear un indicador ácido-base que nos indique el punto en que la neutralización se ha llevado a cabo. Estos indicadores son especies ácido-base cuyas formas ácidas como básicas presentan colores diferentes. El pH al que el indicador vira y cambia de color, indicara el punto final de la valoración.

La variación de pH con la adición continua de valorante se puede seguir midiendo el pH en cada punto de adición con la ayuda de un pH-metro o potenciómetro, valoración conocida como potenciométricas

Las determinaciones potenciométricas requieren de la utilización de un pH-metro con electrodos de vidrio, el cual posee una membrana permeable la cual permite el paso de los iones entre dos soluciones, de forma que cuando el electrodo es sumergido se establece una diferencia de potencial entre la parte interna de la membrana y la parte externa de esta en contacto con la disolución.

El pH-metro mide la diferencia de potencia y la transforma a una escala de pH, donde la diferencia de potencial  respecto a un electrodo de diferencia, es proporcional a la diferencia de la concentración de iones de hidrogeno en disolución.

El método potenciométrico permite seguir de forma cuantitativa la concentración de iones [H+] en el transcurso de la valoración.

MATERIALES Y REACTIVOS

“Valoración Potenciométrica Acido-Base”

OBJETIVOS

• Determinar las 4 zonas de una curva de valoración.
• Determinar a partir de los datos experimentales, la concentración del ácido a valorar y su pKa.

CARACTERÍSTICAS GENERALES

Hidróxido de Sodio

Fórmula semidesarrollada: NaOH

Composición: Na: 57.48%; H: 2.52%; O: 40.00%

Masa molecular: 40.01 g/mol

Punto de fusión: 318.4 °C

Punto de ebullición: 1.388 °C

Densidad: 2.13 g/ml (25°C)

Presión de Vapor: 1mm (739°C)

Índice de refracción a 589.4 nm: 1.433 (a 320°C) y 1.421 (a 420°C)

Solubilidad: Soluble en agua, alcoholes y glicerol. Insoluble en acetona y éter.  

Energía libre de formación: 90.7 Kcal/mol (a 25°C y 760 mm de Hg)

Prop. Químicas: Reacciona con metales como Al, Zn y Sn. Con óxidos de estos metales. Con cinc metálico hay ignición.                                                                         [2]

Biftalato de Potasio

Fórmula semidesarrollada: C8H5KO4 

Masa molecular: 204.1 g/mol

Punto de fusión: 295-300 °C

pH: 4.0 (20°C)

Densidad: 1,636 g/cm3

Solubilidad: 80 g/l agua 20 °C

Descomposición térmica: ~ 297 °C                                [3]

Ácido Acético

Fórmula semidesarrollada: CH3COOH
Peso molecular:
Apariencia: incoloro, con fuerte olor a vinagre
pH: 1
Punto de inflamación: 43°C

Punto de autoignición: 465°C
Densidad: 1.052 (20°C)

Solubilidad: Miscible en agua, alcohol, glicerina y éter.[4]

Fenolftaleína

Aspecto: Sólido blanco.

Olor: Inodoro.

Punto de fusión/ Punto de congelación: 258-263 °C

Densidad relativa: 1.299

Solubilidad: Insoluble en agua                                       [5]                                                                                                  

Desarrollo del Práctico

En un matraz de aforo de 250 ml se preparó una solución de NaOH 0.1 M. Como el NaOH no es un patrón primario, fue necesario estandarizar esta solución, para conocer exactamente su concentración. Para esto, se tomó una alícuota sólida de BHK de 0.2 g, se agregó a un matraz Erlenmeyer de 250 ml donde fue disuelto en aproximadamente 25 ml de agua destilada y se adicionaron unas gotas de indicador fenolftaleína.

Posteriormente, se llenó una bureta la con la solución de hidróxido de sodio preparada previamente y se tituló el BHK. En la valoración, tiene lugar la siguiente reacción:

C8H5O4K (ac) + OH- (ac)   →   C8H4KO42- (ac) + H2O (l)

[pic 2]

Se llevaron a cabo 3 valoraciones de alícuotas sólidas de BHK,  las cuales al adicionar NaOH, pasaron de ser soluciones incoloras a soluciones rosa muy suave.

Estandarización del Hidróxido de Sodio

En la tabla, se entregan los datos de volumen y concentraciones calculadas tras la estandarización del NaOH

...