Titulación acido-base a microescala: Determinación de la concentración de HCl y Na2CO3

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LABORATORIO DE QUÍMICA CUANTITATIVA REPORTE PRÁCTICA 7. Titulación ácido-base a microescala.

Determinación de la concentración del HCl y Na2CO3.

Fecha de realización: 02-05-2022

Fecha de entrega: 25-05-2022

PROFESOR: DRA. KARLA ISABEL LIRA DE LEÓN

ELABORÓ:

Salvador Aguilar Diego Hermilo

Mendoza Ramírez Ramiro Arturo

C. U. Santiago de Querétaro, Querétaro

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Facultad de Química

semestre 2022-1

Práctica 7; “Titulación ácido-base a microescala. Determinación de la concentración del HCl y Na2CO3.”

ÍNDICE

Contenido PÁG. NO.

I. OBJETIVO………………………………………………… II. INTRODUCCIÓN………………………………………… III. CONOCIMIENTOS PREVIOS………………………….. IV. METODOLOGÍA………………………………………….. V. RESULTADOS……………………………………………. VI. DISCUSIÓN DE RESULTADOS………………………... VII. CONCLUSIONES………………………………………… VIII. BIBLIOGRAFÍA…………………………………………….

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Práctica 7; “Titulación ácido-base a microescala. Determinación

de la concentración del HCl y Na2CO3.”

I. OBJETIVO:

Determinar la concentración del HCl y Na2CO3, utilizando como patrones soluciones de concentración conocidas, y analizar las ventajas que se tiene al trabajar a micro escala.

II. INTRODUCCIÓN:

Los métodos volumétricos o de valoración se basan en medir la cantidad de un reactivo de concentración conocida que se necesita para reaccionar completamente con un analito presente en una solución de volumen conocido pero de concentración desconocida.

Para las valoraciones se mide el tiempo requerido para completar la reacción, y son aplicables a las siguientes reacciones:

● Redox.

● Ácido-base (neutralización).

● De precipitación.

● De complejación.

Las valoraciones de neutralización son utilizadas ampliamente para determinar las cantidades de ácidos y bases, así como para monitorear el progreso de las reacciones que producen o consumen protones.

Una disolución estándar o patrón (o titulante estándar) es un reactivo de concentración conocida que se utiliza para llevar a cabo una valoración volumétrica, el cual se añade lentamente desde una bureta a una solución que contiene al analito, y el proceso se sigue hasta determinar que la reacción ha terminado.

En todas las valoraciones, como en las ácido-base de neutralización, es menester tener una estrategia para determinar, de forma aproximada, el punto de equivalencia químico, punto teórico que se alcanza cuando la cantidad de titulante añadido es químicamente equivalente a la cantidad de analito en la muestra. Para ello se presta atención al punto final producido por algún indicador.

Las reacciones de neutralización son reversibles, puesto que la disociación de los ácidos y las bases en agua son reversibles, principalmente para ácidos y bases débiles, no obstante,

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ácidos y bases fuertes como el HCl y NaOH suelen tener una constante de disociación muy grande y por practicidad se toman sus reacciones de neutralización como si fueran irreversibles.

En el caso de la presente práctica se cuenta con un ácido fuerte, HCl, no obstante, se está utilizando ahora una base débil (Na2CO3), cuya constante de disociación no es tan grande como la del HCl. Esto indica que la reacción de neutralización será tomada como reversible.

Al evaluar una reacción que se va a utilizar como base para una titulación es el grado de conversión que tiene esta acción cerca del punto de equivalencia. Los cálculos estequiométricos no toman en cuenta la posición del equilibrio al cual tiende a llegar una reacción química.

III. CONOCIMIENTOS PREVIOS:

1. Mencione todas las ventajas del análisis a microescala: 

● Se trabaja con una cantidad de patrones primarios más pequeña, lo cual supone un menor costo y hace posible hacer un mayor número de procesos analíticos con el mismo presupuesto.

● Hace accesible el uso de reactivos costosos.

● Se produce una menor cantidad de residuos, lo cual reduce el impacto ecológico de los experimentos y hace más fácil el tratamiento de los referidos residuos. ● Es un proceso de titulación más rápido que el convencional.

● Requiere menor espacio de almacenamiento, tanto de reactivos como de materiales. ● Mejora la seguridad en el laboratorio reduciendo la exposición a sustancias potencialmente tóxicas y los riesgos de explosión o incendio.

● Permite el desarrollo de nuevas técnicas manipulativas.

(Skoog, 2015), (Underwood, 1989).

2. Para conocer la normalidad exacta del HCl se pueden seguir dos procedimientos, ¿cuáles son? 

● Se puede valorar el HCl con un patrón primario, ya sea una base fuerte o débil, para originar una reacción de neutralización, ya sea a escala normal o a microescala; y el cálculo de la normalidad se lleva a cabo siguiendo la relación C1V1=C2V2(o bien, N1V1=N2V2).

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● Precipitar el cloro como AgCl, pesar este precipitado y hacer cálculos estequiométricos.

(Skoog, 2015), (Underwood, 1989).

IV. METODOLOGÍA:

Primeramente, se montó el aparato en un soporte universal, sujetando una pipeta serológica de 2 ml (con separaciones de 0.01 ml) con ayuda de una pinza para bureta en forma de mariposa al asta del soporte. La pipeta serológica se sujetó de manera vertical con la punta apuntando hacia abajo. Posteriormente, se conectó una jeringa de 5 ml con una manguera de caucho a la parte superior de la pipeta. Una vez el aparato montado se prosiguió a iniciar el experimento.

Diego tomó 3 vasos de precipitados de 50 ml, y Ramiro, sirviéndose de una pipeta graduada de 5 ml y una perilla, introdujo 3 ml de ácido clorhídrico de concentración desconocida a cada uno de los vasos ya mencionados. Cada una de las 3 soluciones se etiquetó, y a cada una Diego y Ramiro agregaron una gota de indicador fenolftaleína, con ayuda de un gotero. La fenolftaleína, al ser agregada, no cambió el color del medio, y permaneció incoloro.

Por otra parte, teniendo a disposición la solución de NaOH de concentración 0.09 N (patrón primario) en un vaso de precipitado de 100 ml,

Ramiro succionó 2 ml de la solución básica directamente de la punta de la pipeta, jalando el émbolo de la jeringa ya conectada.

Posteriormente, Diego empujó el émbolo lentamente, esto se realizó con el motivo de verter la solución contenida en la pipeta serológica sobre la muestra de HCl con concentración desconocida, y así titularla. Ramiro agitó constantemente cada muestra a la vez que las gotas de la solución alcalina eran depositadas sobre ella.

De forma similar a la parte anterior, se recolectaron 3 muestras de Na2CO3 en solución, cada una de 3 ml, en 3 vasos de precipitados de 50 ml, con ayuda de otra pipeta graduada de 50 ml. Cada una de las tres muestras fue etiquetada. A cada una de las mismas se le añadió una gota de anaranjado de metilo (el cual vira entre 3.1 y 4.4 de pH) como indicador, y el medio de cada una adquirió un tono amarillento.

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Posteriormente, al igual que en la parte anterior, Ramiro succionó HCl 0.09 N en la pipeta serológica de 2 ml hasta llenarla, y este compuesto sirvió como patrón primario. Ramiro procedió a empujar muy lentamente el émbolo de la jeringa de 5 ml conectada a la parte superior de la pipeta serológica, esto con la finalidad de emitir muy lentamente la solución ácida gota por gota sobre cada una de las muestras etiquetadas (1, 2, 3). Mientras Ramiro iba emitiendo gota a gota el HCl 0.09 N sobre cada muestra, Diego agitaba vigorosamente la misma, haciendo movimientos circulares para evitar derrames y homogeneizar el medio.

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