Área de Química Laboratorio de Análisis Cualitativo
nandoandradeApuntes4 de Octubre de 2019
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Universidad de San Carlos de Guatemala
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Química
Área de Química
Laboratorio de Análisis Cualitativo
Impartido por: Ing. Adrián Antonio Soberanis Ibáñez
DIAGRAMA DE FLOOD
RESUMEN | /15 |
OBJETIVOS | /5 |
MARCO TEÓRICO | /10 |
M RCO METODOLÓGICO | /1 |
RESULTADOS | /10 |
INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS | /30 |
CONCLUSIONES | /20 |
BIBLIOGRAFÍA | /5 |
APENDICE | /4 |
Nombre: Pablo José Rosales Pineda
Carné: 2012 12618
Guatemala, 31 de Agosto del 2013
INDICE
Carátula 1
Índice 2
Resumen 3
Objetivos 4
Marco Teórico 5
Marco Metodológico 10
Resultados 12
Interpretación de Resultados 15
Conclusiones 14
Bibliografía 15
Muestra de Cálculo 16
Datos Calculados 19
RESUMEN
La práctica con los diagramas de Flood, se realizó en búsqueda de un mejor entendimiento y emprendimiento de este, en cuanto al cálculo y explicación del equilibrio químico en soluciones acuosas de ácidos y bases.
Así pues, al desarmarlo y conocer sus partes, sus límites, sus rangos de acidez, neutralidad y alcalinidad, se determinó las cualidades para y en donde actúan, tanto ácidos y bases independientemente, así como con respecto a su fuerza, siendo fuertes, débiles o muy débiles. Siendo el caso de esta práctica, en la cual se trabajaron con 2 ácidos débiles y 1 ácido muy débil.
Para esto, se trabajaron con los diagramas, experimentando con un valor fijo y valores que varían en pro de encontrar cierto tercer valor en cuestión, siendo así como: teniendo concentraciones y la constante de acidez, podríamos calcular un pH aproximado gráfico, y viceversa, etcétera.
Estos resultados que además de brindarnos datos numéricos, nos ofrecen regiones y espacios en los cuales ciertas ecuaciones (véase muestra de cálculo) se desempeñan con mayor calidad, en sentido de precisión, por lo cual, obteniendo estas regiones, las cuales se analizaron en el diagrama, se determinó de una forma más fácil qué tipo de ecuación usar, en orden de encontrar un valor matemático procedente de estas ecuaciones. Obtenidos ambas incógnitas (independientemente del ácido y las otras incógnitas), tanto matemática como gráficamente, se procedió a relacionárseles, para determinar el nivel de error entre estos; esto para poder de determinar la precisión correspondiente, de cada una de las ecuaciones, comparando al diagrama de Flood.
Por lo cual siendo – El diagrama de Flood- un método muy efectivo para la determinación de pH’s, concentraciones, constantes e incluso grados de cada respectivo equilibrio químico cual se esté trabajando.
OBJETIVOS
Objetivo General
Realizar el estudio de ionización de ácidos y bases mediante la construcción del diagrama de Flood, para poder explicar el equilibrio químico en solución acuosa, así como desglosar a este, conociendo sus partes más fundamentales para su manejo adecuado.
Objetivos Específicos
- Aplicar el método gráfico del diagrama de Flood, para dos ácidos débiles y uno muy débil.
- Trabajar con Flood, dejando un valor constante y variar otro, en orden de encontrar un tercero, siendo estos valores: pKa’s, pH’s y pCa’s, sucesivamente. Todos estos resultados gráficos..
- Calcular los mismos datos en cuestión; pero esta vez con ecuaciones matemáticas, respectiva a la región ubicada del punto de intersección de pCa y pKa/2.
- Comparar el porcentaje de error del método gráfico con respecto al método matemático.
- MARCO TEÓRICO
1.1 La auto-ionización del Agua
El agua tiene la peculiaridad de actuar como acido, al donar un protón (H+) a otra molécula de H2O y como base, al aceptar un protón. Por ello, en soluciones acuosas, el agua es el solvente anfótero (o anfipróstilo). La molécula de agua que dona un protón se convierte en (OH-), es decir, una base conjugada; y análogamente, la molécula que acepta un protón se convierte en (H+), siendo este un ácido conjugado. A estos dos fenómenos se les conocen como “la auto-ionización del agua” y también como “autoprotolisis”.
Aplicando la ley de equilibrio, y tomando en cuenta que (H2O) es una especie no iónica, en consecuencia, su concentración es prácticamente constante, y se aproxima a la unidad, Kw, que es el producto iónico del agua, se puede expresar como:
Kw = 1.0069E-14 a 25 ºC
(Aplicando el teorema de Sørensen, obtenemos el potencial de Kw como: pKw=14)
Cabe recordar que Kw es un valor adimensional. Además, note que el producto iónico Kw para una solución acuosa, es directamente proporcional a la variación de la temperatura a la cual se evalúa el sistema, es decir, que Kw se encuentra en función dependiendo de esta.
Para determinar el Kw a una temperatura T distinta de 25ºC se emplea una corrección termodinámica de la ecuación (véase ecuación I) propuesta por Van’t Hoff.
Es menester mencionar que, a temperaturas menores que 5ºC y mayores que 95ºC, el agua pierde sus propiedades de disolución anteriormente dichas, debido al punto de congelación y el punto de ebullición, respectivamente.
1.2 La ionización de ácidos y bases
La ionización de un ácido “A” en solución acuosa, puede representar, mediante la siguiente reacción. Donde A, es un ácido; B, es una base y H+ es el ion hidronio:
A + H2O <---------> H+ + B
De igual forma, la disociación de una base “B” en medio acuoso se expresa mediante la siguiente ecuación. Donde A, es un ácido; B es una base y OH- es el ion hidróxido.
B + H2O <---------> A + OH-
La concentración del agua (H2O) en una solución diluida es prácticamente constante. Tomando en cuenta lo anterior, nos vemos conducidos a la expresión de la constate de acidez o disociación de ácidos, Ka:
Ka = (H+) (b) / (a)
Análogamente al tratamiento de ácidos, la constate de basicidad o de disociación de una base, Kb, puede expresarse de la siguiente manera:
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