Soluciones amortiguadoras práctica

ÍNDICE

1 ANTECEDENTES……….……………………….………………………………………………#

2 INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………………...#

3 OBJETIVOS……………………………………………………………......…………………….#

4 METODOLOGIA…….………………………………………………………......……………….#

5 ANALISIS DE RESULTADOS…......…………………………………………………………...#

7 CONCLUCIONES..……………….……………………………………………………………...#

8 REFERENCIAS...…………………….…………………………………………………………..#

9 ANEXOS…………………….…………………………………………………………………….#

1. ANTECEDENTES

• Soluciones amortiguadoras

Las soluciones amortiguadoras o también llamadas soluciones reguladoras, buffer o tampón son: un sistema que tiende a mantener el pH casi constante cuando se agregan pequeñas cantidades de ácidos (H+) o bases (OH-). Una solución amortiguadora reduce el impacto de los cambios drásticos de H+ y OH-.

Se prepara con un ÁCIDO DÉBIL y una SAL del mismo ÁCIDO o empleando una BASE DÉBIL y una SAL de la misma BASE, como base se tiene el NaOH (Hidróxido se sodio) y como ácido HCl (ácido clorhídrico). La solución amortiguadora contiene especies que van a reaccionar con los iones H+ y OH- agregados controlando los cambios débiles o fuertes del pH de la solución. [1]

Cuando se preparan soluciones amortiguadoras se utiliza la ecuación 1.

[pic 2]

Donde:

PM = peso molecular [g/mol]
V = volumen [L]
C = concentración [mol/L]

• Diluciones

Una dilución es una disolución de menor concentración que aquella de la que partimos. La disolución de partida se llama disolución madre.

En la ecuación 2 se muestra la fórmula para calcular que cantidad de solución madre y de agua se necesita para preparar una dilución determinada. [2]

[pic 3]

Donde:

C1 = concentración de la disolución madre
V1 = volumen de la disolución madre
C2 = concentración de la disolución final o diluida
V2 = volumen que se desea preparar de la disolución final o diluida

• Ecuación de Henderson-Hasselbalch

La ecuación de Henderson-Hasselbalch es una expresión utilizada en química para calcular el pH de una disolución reguladora, o tampón, a partir del pKa o el pKb (obtenidos de la constante de disociación del ácido o de la constante de disociación de la base) y de las concentraciones de equilibrio del ácido o base y de sus correspondientes base o ácido conjugado (ecuación 3). [3]

[pic 4]

A partir de la ecuación 3 se pueden deducir fácilmente las propiedades de los amortiguadores:

1.- El pH de una disolución amortiguadora depende de la naturaleza del ácido débil que lo integra (de su pK), de modo que para cantidades equimoleculares de sal y de ácido, el pH es justamente el pK de este ácido. Dicho de otra forma, se puede definir el pK de un ácido débil como el pH del sistema amortiguador que se obtiene cuando [sal] = [ácido].

2.- El pH del sistema amortiguador depende de la proporción relativa entre la sal y el ácido, pero no de las concentraciones absolutas de estos componentes. De aquí se deduce que añadiendo agua al sistema, las concentraciones de sal y ácido disminuyen paralelamente, pero su cociente permanece constante, y el pH no cambia. Sin embargo, si la dilución llega a ser muy grande, el equilibrio de disociación del ácido se desplazaría hacia la derecha, aumentando la [sal] y disminuyendo [ácido], con lo cual el cociente aumenta y el pH también, de forma que se iría acercando gradualmente a la neutralidad (pH 7).

3.- Cuando se añaden ácidos o bases fuertes a la disolución amortiguadora, el equilibrio se desplaza en el sentido de eliminar el ácido añadido (hacia la izquierda) o de neutralizar la base añadida (hacia la derecha). Este desplazamiento afecta a las proporciones relativas de sal y ácido en el equilibrio. Como el pH varía con el logaritmo de este cociente, la modificación del pH resulta constante hasta que uno de los componentes está próximo a agotarse. [4]

2. INTRODUCCIÓN

Muchas de las 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, por lo cual tienen múltiples aplicaciones, tanto en la industria como en los laboratorios. Estas soluciones contienen como especies predominantes, un par ácido / base conjugado en concentraciones apreciables. (Mayores que 10 – 2 M) Se puede preparar disolviendo en agua cantidades adecuadas de un ácido débil y una sal de su base conjugada, (o una base débil y una sal de su ácido conjugado); también se puede obtener una solución reguladora haciendo reaccionar parcialmente (por neutralización) un ácido débil con una base fuerte, o una base débil con un ácido fuerte. Una vez formada la solución reguladora, el pH varía poco por el agregado de pequeñas cantidades de un ácido fuerte ó de una base fuerte, y pierde su capacidad reguladora por el agregado de agua (dilución). [4]

3. OBJETIVOS

1. OBJETIVO ESPECIFICO

• Preparar y utilizar la solución amortiguadora de HCl para regular el pH de las diluciones de NaCl.
• Comparar el pH teórico y experimental de la mezcla de C2H4O2 (ácido acético) y CH3CONa (acetato de sodio); a partir de la ecuación de Henderson-Hasselbalch.

1. OBJETIVO PATICULAR

• Preparar una solución amortiguadora de HCl
• Preparar una solución madre de NaCl
• Hacer dilución a 0.5 M de NaCl
• Utilizar la solución amortiguadora de HCl para regular el pH de las diluciones de NaCl.
• Calcular el pH de la mezcla de C2H4O2 (ácido acético) y CH3CONa (acetato de sodio); a partir de la ecuación de Henderson-Hasselbalch

4. METODOLOGÍA

Etapa I

Para la realización del experimento de la etapa I se preparó una solución amortiguadora de HCl a una concentración de 0.5M en un volumen de 100 ml, esta solución se utilizó para regular el pH de la dilución a 0.5M de NaCl (revisar cálculos en anexo I).

La solución amortiguadora se preparó en la campana de extracción por los vapores que forma este compuesto, se tomó una alícuota de 4.47 ml del ácido y se añadió gota a gota a 95.53 ml de agua. Para la dilución de 0.5M de NaCl primero se preparó una solución madre en la cual se propuso un volumen de 30 ml a una concentración de 1M, a partir de esta solución se realizó la disolución, donde se propuso un volumen de 30 ml obteniendo como resultado la alícuota que se tomó de la solución madre; se tomaron 15 ml de la solución madre y a este se le añadió 15 ml de agua.

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