Medicion Potenciometrica De PH

I. RESUMEN

El objetivo de realizar las mediciones Potenciométricas del pH de diferentes tipos de soluciones diluidas.

La practica se realizo bajo estas condiciones:

P = 756 mmHg. , T = 20º C y humedad relativa de 96%

Preparándose en primer lugar las dos soluciones buffer, una ácida (CH3 COOH + CH3 COONa) y otra básica (NH4OH + NH4Cl ), para poder estandarizar el pH-metro.

Se prepararon las diferentes soluciones, luego se hallaron las concentraciones corregidas y exactas de cada solución. El valor obtenido de las valoraciones fueron:

El NaOH valorado con Biftalato de potasio fue 0,4509N.

Lo mismo se realizo con el NH4OHvaloranodse con HCl.

El volumen gastado en las valoraciones fueron utilizados para obtener las concentraciones y obtener el pH teorico con esta formula:

pH = - Log [ concentración]

estos valores hallados teóricamente son comparados con los pH hallados experimentalmente, obteniendo un 9,66% de error con el buffer ácido (CH3 COOH + CH3 COONa

En conclusión, se puede decir que si se trabaja correctamente con el pH- metro, este nos brindara resultados relativamente precisos.

II. INTRODUCCION

La medición del pH es muy importante en la química, sirve para determinar la fuerza de un ácido o de una base, pudiendo detectar tambien una serie de procesos biológicos e industriales, también sirve para determinar la fuerza de un ácido o de una base.

Para los procesos químicos es de vital importancia el control del pH y asi obtener buenos resultados.

En los procesos químicos es muy importante el control de pH para obtener los resultados esperados. El éxito de muchos procesos químicos y bacteriológicos depende de la medición exacta y la regulación minuciosa del pH.

El creciente interés que muestran los ingenieros químicos y químicos en la medida del pH se debe principalmente al perfeccionamiento relativamente reciente de los métodos de medida más prácticos y seguros. En la actualidad se dispone para su instalación directa en los procesos químicos de aparatos para medir el pH de construcción robusta y que exigen poca observación, no obstante, nunca se exagerará la importancia de una instalación correcta, ya que muchas de las dificultades encontradas en este trabajo pueden atribuirse a las instalaciones defectuosas.

III. PRINCIPIOS TEORICOS

 ¿Qué es el pH?

El pH se define como el logaritmo negativo de base 10 de la actividad de los iones hidrógeno:

Se considera que p es un operador logarítmico sobre la concentración de una solución: p = –log[...] , también se define el pOH, que mide la concentración de iones OH−.

Puesto que el agua está disociada en una pequeña extensión en iones OH– y H3O+, tenemos que:

K(constante)w(water; agua) = [H3O+]·[OH–]=10–14

Donde: [H3O+] es la concentración de iones hidronio

[OH−] la de iones hidroxilo

Kw es una constante, producto iónico del agua, que vale 10−14.

Por lo tanto,

log Kw = log [H3O+] + log [OH–]

–14 = log [H3O+] + log [OH–]

14 = –log [H3O+] – log [OH–]

pH + pOH = 14

Por lo que se puede relacionar directamente el valor del pH con el del pOH.

En disoluciones no acuosas, o fuera de condiciones normales de presión y temperatura, un pH de 7 puede no ser el neutro. El pH al cual la disolución es neutra estará relacionado con la constante de disociación del disolvente en el que se trabaje.

 Medidas de pH

El valor del pH se puede medir de forma precisa mediante un potenciómetro, también conocido como pH-metro, un instrumento que mide la diferencia de potencial entre dos electrodos: un electrodo de referencia (generalmente de plata/cloruro de plata) y un electrodo de vidrio que es sensible al ion de hidrógeno.

También se puede medir de forma aproximada el pH de una disolución empleando indicadores, ácidos o bases débiles que presentan diferente color según el pH. Generalmente se emplea papel indicador, que se trata de papel impregnado de una mezcla de indicadores cualitativos para la determinación del pH. El papel de litmus o papel tornasol es el indicador mejor conocido. Otros indicadores usuales son la fenolftaleína y el naranja de metilo.

• A pesar de que muchos potenciómetros tienen escalas con valores que van desde 1 hasta 14, los valores de pH también pueden ser aún menores que 1 o aún mayores que 14. Por ejemplo el ácido de batería de automóviles tiene valores cercanos de pH menores que uno, mientras que el hidróxido de sodio 1 M varía de 13,5 a 14.

• Un pH igual a 7 es neutro, menor que 7 es ácido y mayor que 7 es básico a 25 °C. A distintas temperaturas, el valor de pH neutro puede variar debido a la constante de equilibrio del agua (Kw).

La determinación del pH es uno de los procedimientos analíticos más importantes y más usados en ciencias tales como química, bioquímica y la química de suelos. El pH determina muchas características notables de la estructura y actividad de las biomacromoléculas y, por tanto, del comportamiento de células y organismos.

En 1909, el químico danés Sorensen definió el potencial hidrógeno (pH) como el logaritmo negativo de la concentración molar (más exactamente de la actividad molar) de los iones hidrógeno.

 Solución Buffer

Diversas reacciones químicas que se producen en solución acuosa necesitan que el pH del sistema se mantenga constante, para evitar que ocurran otras reacciones no deseadas. Las soluciones reguladoras o "buffer" son capaces de mantener la acidez o basicidad de un sistema dentro de un intervalo reducido de pH. Estas soluciones contienen como especies predominantes, un par ácido/base conjugado en concentraciones apreciables. La reacción de neutralización: Es una reacción entre un ácido y una base, generalmente en las reacciones acuosas ácido-base se forma agua y una sal.

El organismo posee tres mecanismos para mantener el pH en valores compatibles con la vida:

1. Los Amortiguadores.

2. La regulación pulmonar de la p CO2.

3. La resorción y eliminación renal de bicarbonato y la excreción de ácidos

 Ácidos débiles y su Constante de Ionización Acida

En contraste con los ácidos fuertes como el HCL, ácido clorhídrico y el H2SO4 ácido sulfúrico, el ácido acético es un ácido mucho más débil. Cuando el ácido acético se disuelve en agua, la reacción química no se lleva a cabo en forma completa

Un ácido débil es aquel ácido que no está totalmente disociado en una disolución acuosa. Aporta iones H + al medio, pero también es capaz de aceptarlos. Si representáramos el ácido con la fórmula general HA, en una disolución acuosa una cantidad significativa de HA permanece sin disociar, mientras que el resto del ácido se disociará en iones positivos H + y negativos formando un equilibrio ácido-base en la siguiente forma:

Casi todas las sustancias que son ácidas, en agua, son ácidos débiles. Porque los ácidos débiles se disocian sólo parcialmente en el agua.

 Bases Débiles y su Constante de Ionización Básica

Las bases débiles son aquellas que no se disocian completamente en una solución acuosa, y su constante de ionización básica ( KB ), que es la constante de equilibrio para la reacción de ionización.

 Indicador de pH

Un indicador de pH es una sustancia que permite medir el pH de un medio. Habitualmente, se utilizan como indicador sustancias químicas que cambian su color al cambiar el pH de la disolución. El cambio de color se debe a un cambio estructural inducido por la protonación o desprotonación de la especie. Los indicadores Ácido-base tienen un intervalo de viraje de unas dos unidades de pH, en la que cambian la disolución en la que se encuentran de un color a otro, o de una disolución incolora, a una coloreada.

Los más conocidos son el naranja de metilo, que vira en el intervalo de pH 3,1 - 4,4, de color rojo a naranja, y la fenolftaleína, que vira desde un pH 8 hasta un pH 10, transformando disoluciones incoloras en disoluciones con colores rosados / violetas. Además se pueden usar indicadores caseros como la disolución resultante de hervir con agua col lombarda (repollo colorado), pétalos de rosa roja, raíces de cúrcuma a partir de las cuales se obtiene curcumina, y otros(entre los cuales podemos destacar a la col morada y la piel de ciruela, que son usadas por algunas culturas indígenas).

Los indicadores de pH tienen una constante de protonación, K, que informa sobre el desplazamiento de la reacción de protonación de la forma básica del indicador.

Se dice que el cambio de color de un indicador es apreciable cuando la concentración de la forma ácida o de la forma básica es superior o igual a 10 veces la concentración de la forma básica o la forma ácida respectivamente.

IV. DETALLES EXPERIMENTALES

 Materiales y Reactivos

Materiales

- Medidor de pH con electrodos de combinación

- Fiolas

- Buretas

- Vasos

- Erlenmeyers

Reactivos

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