Práctica #3: PREPARACIÓN Y VALORACIÓN DE SOLUCIONES ÁCIDO – BASE

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Ingeniería Bioquímica

Química Analítica

Reporte de práctica

Práctica #3: PREPARACIÓN Y VALORACIÓN DE SOLUCIONES ÁCIDO – BASE

Fecha de realización: 06 de marzo de 2019

Alumno: González Rodríguez José Eduardo

No. de control: 18400166

Docente: Hernández Cortez María del Refugio

Entrega: 03 de abril de 2019

INTRODUCCION

Se conoce con el nombre de valoración ácido-base al conjunto de operaciones que, realizadas en el laboratorio, tiene como finalidad el conocimiento de la concentración de una disolución de un ácido o una base (de concentración desconocida) con la ayuda de una disolución de una base o un ácido (de concentración conocida) o de una substancia patrón primario, todo ello con la colaboración de un indicador ácido-base.

Una titulación o valoración es un procedimiento analítico, en el cual se mide cuantitativamente la capacidad de una determinada sustancia de combinarse con un reactivo. Normalmente, este procedimiento se lleva a cabo mediante la adición controlada del reactivo de concentración conocida a la solución problema, hasta que por algún medio se juzga que la reacción es completa. Al reactivo de concentración conocida usado en la titulación, se le conoce como solución patrón.

El objetivo final de cualquier valoración es la adición del reactivo patrón en una cantidad tal que sea químicamente equivalente a la sustancia problema con la cual reacciona, es decir, añadir un número de equivalentes de reactivo patrón igual al número de equivalentes de la sustancia problema.

Esta situación se alcanza en lo que se conoce como el punto de equivalencia. El punto de equivalencia en una titulación es un concepto teórico, en la práctica solo puede ser estimado mediante la observación de algún cambio físico que esté asociado a él. El punto en el cual este cambio es observado se conoce como punto final.

La sustancia que hace observable este cambio físico se conoce como indicador y en su escogencia se mantiene el criterio tal que la diferencia entre el punto final y el punto de equivalencia sea mínima, a esta diferencia se le conoce como error de titulación.

Existe una amplia variedad de sustancias cuyo color en la solución depende del pH del medio. Estos compuestos se llaman indicadores ácido-base y son empleados para determinar o señalar el punto final en la titulación ácido-base. Los indicadores ácido-base son generalmente compuestos orgánicos de naturaleza compleja que en agua u otro solvente se comportan como ácidos o bases débiles. Dependiendo del pH del medio, el equilibrio:

se encontrará desplazado hacia la formación no disociada (Hin) o hacia la formación de la forma disociada (In-)

Normalmente la forma disociada y la no disociada presentan coloraciones distintas y el predominio de una de ellas va a depender de la concentración de iones hidrógeno presentes en la solución.

OBJETIVOS:

• El alumno aprenderá a preparar y valorar soluciones empleadas en volumetría identificando las fuentes probables de error, disminuyéndolas al máximo.
• Aplicar los principios de neutralización que rigen las reacciones ácido - base.
• Preparar una solución patrón de HCL aproximadamente 0.1N y titularla para hallar su concentración exacta.
• Preparar una solución patrón de NaOH aproximadamente 0.1N y titularla para hallar su concentración exacta.

MARCO TEORICO:

VOLUMETRÍA: Se basa en la reacción de dos volúmenes de dos soluciones, una de las cuales es de concentración conocida y de la otra se quiere determinar; generalmente se expresa en términos de concentración NORMAL y se auxilia de la técnica de la titulación.

TITULACIÓN O VALORACIÓN: Es el procedimiento empleado en análisis volumétrico, en el cual una solución de concentración conocida llamada titulante o patrón, se le agrega a una solución de concentración desconocida desde una bureta hasta lograr el punto final o de equivalencia (diferente al punto de equilibrio). Los titulantes comunmente usados para reacciones en soluciones acuosas son el ácido clorhídrico y el hidróxido de sodio. Ocasionalmente se emplean el hidróxido de potasio y ácido sulfúrico.

REQUISITOS PARA LAS REACCIONES EMPLEADAS EN VOLUMETRÍA:

1. No deben existir reacciones colaterales.

2. La reacción debe terminar por completo en el punto de equivalencia, es decir, que sea estequiométricamente completa.

Para obtener resultados satisfactorios es importante escoger el indicador adecuado de acuerdo con el pH en el punto de equivalencia de la reacción.

TITULACIÓN DE SOLUCIONES CON ESTÁNDARES PRIMARIOS:

 Para poder determinar la normalidad de una solución sin un alto riesgo de error se usan estándares primarios. Estos estándares son polvos finos, con alto grado de pureza, de composición conocida, estables a temperaturas de 100-110°C y pueden pesarse fácilmente.

La humedad es un agente que alteraría los resultados, por tal razón deben secarse antes de pesar, a una temperatura de 100 a 110°C, por lo que deben ser estables a estas temperaturas.

INDICADOR: Generalmente son ácidos o bases débiles con una constante de ionización definida, íntimamente relacionada con el cambio de color del indicador a diferente pH. Su funcionamiento se puede aclarar mediante la ecuación de equilibrio: Reacción Reversible.

MATERIALES:

METODOLOGIA:

Preparación de solución de HCl 0.1 N.

La valoración de ácido clorhídrico se basa, en la titilación de una disolución de concentración conocida de un patrón primario. El Na2CO3 que se valora con el ácido de concentración desconocida utilizando un indicador para percibir el punto final de la reacción o equivalencia de las dos soluciones.

Como el ácido clorhídrico no es una sustancia patrón, la solución será aproximadamente 0.1 N y requerirá de valoración posterior.

1. Medir en una probeta de 2.12 a 2.25 ml de HCl al 37 % puro y vaciar a un matraz aforado de 250 ml.
2. Adicionar poco a poco, agua destilada, agitar constantemente el matraz para homogenizar correctamente.
3. Completar con la Pizeta, teniendo la precaución de que el mecanismo del agua toque en forma tangencial la línea de aforo que tiene el matraz.
4. Homogenizar y trasvasar la solución a un frasco limpio y correctamente etiquetado para su posterior valoración con solución de carbonato de sodio 0.1 N.

PREPARACIÓN DE LA SOLUCION PATRON PRIMARIO DE CARBONATO DE SODIO.

El carbonato de sodio puede ser considerado como una sustancia patrón si se elimina el bicarbonato que tiene como impureza.

De acuerdo a las reacciones:                 

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PREPARACIÓN DE LA SOLUCION DE Na2CO3 0.1 N.

1. En un crisol o cápsula de porcelana, secar con mechero aproximadamente 1 g. De Na2CO3 durante 30 min. A 200 ° C usando como agitador un termómetro para medir la temperatura.
2. Dejar enfriar el crisol en el desecador teniendo la precaución de que el aire caliente no bote la tapa del desecador.
3. Pesar por diferencia en la balanza analítica exactamente 0.5300 g de Na2CO3 y vertiendo el carbonato en un vaso de precipitado de 100 o 150 ml.
4. Disolver con el mínimo de agua destilada y verterla cuantitativamente al matraz aforado de 100 ml. Enjuagando el vaso varias veces con pequeñas cantidades de agua destilada y adicionándolas al matraz aforado.
5. Completar a volumen, usando la Pizeta para adicionar gota a gota hasta la marca de aforo.
6. Homogenizar la solución y pasarla a un vaso de precipitado etiquetado.

Valoración de la solución de HCl.

1. Pasar una porción de Na2CO3 exactamente medida (alícuota) con pipeta volumétrica a un matraz Erlenmeyer de 250 ml.
2. Diluir con agua destilada hasta un volumen aproximado de 75 ml.
3. Agregar 2 gotas de indicador anaranjado de metilo y titular adicionando gota a gota con la bureta el HCl que se desea valorar, hasta que el indicador vire de color amarillo a color canela pero sin pasar al rojo en este punto. Se ha llegado al final de la titilación debiendo anotar el gasto del ácido adicionado.
4. Repetir la valoración 3 veces.

VALORACIÓN DE NaOH 0.1N

PREPARACIÓN

1. Pesar 1.5 g de NaOH rápidamente.
2. Disolverlo con agua destilada y pasarlo en un matraz aforado de 250 ml cuantitativamente.
3. Aforar y homogenizar.

VALORACIÓN

1. Usar como sustancia patrón biftalato de potasio cuyo peso en meq es 0.20423.
2. Secar el biftalato y pesar de 0.9000 a 1.0000 g.
3. Pasarlo cuantitativamente con lavados a un matraz aforado de 100 ml y aforar.
4. Medir alícuotas de 10 ml de biftalato de potasio como solución patrón, ponerlas en un matraz Erlenmeyer de 250 ml, adicionar 50 ml de agua destilada y 1 o 2 gotas de fenolftaleína como indicador.
5. Valorar con la solución preparada de NaOH hasta aparición de un color rosa.

ANALISIS DE RESULTADOS

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