Práctica nº3. Cálculo de la constante de disociación de un ácido débil

QUÍMICA MARINA

PRÁCTICAS DE LABORATORIO

3º CURSO DEL GRADO EN CIENCIAS DEL MAR

Práctica nº3

Cálculo de la constante de disociación de un ácido débil. Método potenciométrico aproximado.

De modo práctico, haremos una primera valoración para delimitar la región de neutralización y fijar, de este modo, cómo realizar los incrementos de volúmenes en las regiones críticas en una segunda valoración.

Volumen de NaOH (mL) pH de la disolución Cociente

(ΔpH/ΔVNaOH) Log

0 3.12 0,57

1 3.69 0,36 -0,79239169

2 4.05 0,27 -0,41497335

3 4.32 0,24 -0,14612804

4 4.56 0,24 0,096910013

5 4.80 0,35 0,356547324

6 5.15 0,56 0,698970004

7 5.71 2,8 1,544068044

7.2 6.27 14,9

7.4 9.25 4

7.7 10.45 0,83333333

8 10.70 0,49

9 11.19 0,25

10 11.44 0,15

11 11.59 0,09

12 11.68 0,08

13 11.76 0,08

14 11.84 0,04

15 11.88 0,04

16 11.92 0,04

17 11.96 0,04

18 12.00 0,66

La representación de la variación del pH frente al volumen de base añadido debe presentar un punto de inflexión que corresponderá al punto de equivalencia de la valoración.

Tratamiento de los datos obtenidos y tareas a entregar.

Determinación del punto de equivalencia.

1. Representación de la curva de valoración. La representación de la variación del pH frente al volumen de base añadido debe presentar un punto de inflexión que corresponderá al punto de equivalencia de la valoración.

El cambio de pH se realiza a los 7.3 ml de NaOH.

2. Representación de la primera derivada de la curva de valoración: El punto de equivalencia de la valoración se observa mejor si se representa el cociente (ΔpH/ΔVNaOH) frente al volumen de base añadido.

Cálculo de la constante de acidez

1. Una primera estimación del valor de la constante de acidez se puede obtener directamente de la representación de la curva de valoración. De acuerdo con la expresión :

Se desprecia la disociación del ácido frente a su concentración, cuando han sido consumidos la mitad de los moles de ácido débil colocados inicialmente (punto de semiequivalencia). En este punto, ocurre que [A-] = [AH] y, por tanto, en ese punto el pKa = - log Ka = pH.

Moles de AH = V (AH) * M (AH) = 0.05(L) * 0.0156(M) = 7.8125*10^-4 moles

Volumen de NaOH = moles AH / (2*M(NaOH)) = 7.8125*10^-4 moles / (2*0.102) = 3.829*10^-3 L  3.829 ml

El volumen corresponde con el pH como se puede observar.

Contemplando la gráfica, en el volumen 3.829, tenemos un pH de 4.56

pH (4.56) = pKa  Ka = 10^-4.56 = 2.75X10^-5 = 0.00002754

2. Para una determinación más precisa del valor de pKa, se deben realizar los siguientes cálculos:

Suponiendo que a es la concentración inicial del ácido y b la concentración de base añadida (en cualquier momento de la valoración), la concentración del ácido que todavía existe en cada momento será (a-b). Dado que la concentración de [H3O+] viene determinada por la disociación del ácido, la concentración de ácido presente en cada momento de la valoración es [AH] = a - b - [H3O+] donde el valor de [H3O+] se puede conocer a partir de la medida del pH en cada punto.

Log [ Vol. NaOH / (Vol. pto. Equivalente (7,2) – Vol. NaOH) ]

pKa = 4,4428

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