Informe Valoraciones Potenciometricas

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    07-Mar-2016
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Practica de Laboratorio sobre diversas mediciones de pH con métodos instrumentales y titulaciones usando solo un medidor de pH como indicador.

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PRCTICA N11 VARIACIN DE LA SOLUBILIDAD CON LA TEMPERATURA

Prctica N12: Medidas de pH y Titulacin Potenciomtrica

I. ResumenEl objetivo del siguiente informe es comprender de lo que se trata una medicin potencio mtrica de pH analizando las obtenciones de pH por medio de titulaciones y clculos en el equilibrio qumico de las distintas soluciones, para despus corroborarlas con la medicin del pehachmetro. As como tambin se observ el mecanismo de uso del pehachmetro, su calibracin, teniendo previamente el concepto de lo que dicho instrumento nos da como resultado (que es el nivel del pH). Es de importancia adems sealar que trabajamos a ciertas condiciones de temperatura, presin y humedad, que afectan de manera indirecta a los resultados de nuestra experiencia. Se trabaj a una presin de 756 mmHg, temperatura de 21C y humedad al 92 %. El pH es, en trminos qumicos, la concentracin de iones hidrgeno en una disolucin, pero de modo prctico podemos definirlo como la acidez de una disolucin. Matemticamente lo representamos como el menos logaritmo de la concentracin de iones hidrgeno. El pH es una de las mediciones ms comunes de laboratorio porque muchos procesos qumicos dependen del pH. Con frecuencia, la velocidad o el ritmo de las reacciones qumicas pueden ser alterados significativamente por el pH de la solucin. La solubilidad de muchos agentes qumicos en solucin y su disponibilidad biolgica dependen del pH. De la experiencia hecha en el laboratorio nos podemos dar cuenta la importancia de la medicin del pH. As como tambin lo primordial que es obtener las soluciones buffer ya que estas son las que marcan los parmetros para poder obtener una buena lectura del instrumento (como lo es un pehachmetro) en el rango que nosotros deseamos, adems de la precisin que le queramos dar.De los datos y clculos obtenidos de la experiencia tambin podemos concluir la confiabilidad del instrumento ya que el porcentaje de error entre el instrumento y la medicin por anlisis qumico, (y sus clculos posteriores), flucta entre 1-50%. Encontrndose el mayor error en el Kb del hidrxido de amonio.

II. IntroduccinEn la siguiente experiencia se midi el nivel de pH en diferentes soluciones diluidas en el pehachmetro. Dichas mediciones fueron comparadas con los resultados de pH obtenidos de los clculos numricos hechos en el presente informe para ver las diferencias de estos dos tipos de mtodos de obtener el valor del pHEl pH es el trmino que indica la concentracin de iones hidrgeno en una disolucin. Se trata de una medida de la acidez de la disolucin. Se define como el menos logaritmo de la concentracin de iones hidrgeno.Usualmente la qumica fisiolgica de los organismos vivos tiene lmites muy especficos de pH. En nuestras vidas modernas, prcticamente se ha probado en algn momento el pH de todo lo que usamos, es decir, en algn punto se efecta una medicin del pH del agua del grifo con la que nos cepillamos los dientes, el papel sobre el que escribimos, los alimentos que comemos o las medicinas que tomamos, la ropa que nos ponemos por citar los ejemplos ms evidentes.La importancia del pH radica en que la acidez y la basicidad desempean un papel fundamental en el comportamiento de ciertos sistemas qumicos, biolgicos, geolgicos; ya sea para el funcionamiento adecuado de las enzimas en el sistema digestivo o los glbulos blancos en el torrente sanguneo.Como vemos la determinacin de pH es de mucha importancia no solo en el laboratorio si no en la vida comn, es por eso que presentamos este informe esperando que sea de utilidad y agrado para el lector.

III. Principios Tericos

Electrolitos fuertes

Sustancias moleculares o inicas buenos conductores elctricos. Estn disociados prcticamente en un 100% y pueden ser:Sales: Son de naturaleza inica.cidos Fuertes: Son compuestos covalentes, se analizan en medio acuosos, estos son .HClO4, HI, HBr, HCl, HNO3, H2SO4Bases Fuertes: Son compuestos inicos, se analizan en medio acido, estos son: NaOH, KOH, CsOH, Ca(OH)2, Sr(OH)2 y Ba(OH)2

Electrolitos Dbiles

Sustancias de naturaleza molecular o inica que se disocian parcialmente, estableciendo un estado de equilibrio qumico llamado Equilibrio Inico .Cada equilibrio posee constante de equilibrio inico (Ki).Cuanto mayor sea el valor de Ki mayor ser el porcentaje de disociacin del electrolito.cidos Dbiles: CH3COOH, HCN, H2CO3, H2S, HClO, etc. Alcanza un estado de equilibrio caracterizado por la constante de acidez (Ka),los cidos dbiles pueden ser monoprticos y poliprticos.Bases Dbiles: Alcanzan el estado de equilibrio caracterizado por la constante de basicidad (Kb). NH3, CH3NH2, etc.

El pH

El pH de una disolucin se define como el logaritmo negativo de la concentracin del ion hidrgeno (en mol/L).

Esta ecuacin es solo una definicin establecida con el fin de tener nmeros convenientes para trabajar con ellos. El logaritmo negativo proporciona un valor positivo para el pH, el cual, de otra manera sera negativo debido al pequeo valor de [H+]. Debido a que el pH slo es una manera de expresar la concentracin del ion hidrgeno, las disoluciones cidas y bsicas, a 25C, pueden identificarse por sus valores de pH, como sigue:

Disoluciones cidas: [H+] > 1.0 x 10-7 M pH < 7 Disoluciones bsicas: [H+] < 1.0 x 10-7 M pH > 7 Disoluciones neutras: [H+] = 1.0 x 10-7 M pH =0

Con el logaritmo negativo de la concentracin de iones hidrxido de una disolucin se puede obtener una escala del pOH, anloga a la del pH. As, el pOH se define como:

Ahora al considerar la constante del producto inico del agua:

Al tomar logaritmo negativo en ambos lados, obtenemos:

Esta ecuacin nos proporciona otra forma de expresar la relacin entre la concentracin de los iones H+ y la concentracin de los iones OH.

El Medidor de pH (pehachmetro)

Para realizar las medidas potencimtricas es necesario el uso de un electrodo combinado el cual en contacto con la solucin incgnita produce un potencial que est relacionado con el PH de la misma por medio de la ecuacin de Nernst.

Este electrodo normalmente est construido por elementos inertes de plata-cloruro, plata o mercurio y externamente de vidrio extremadamente sensible al PH, y est hecho para un rango determinado de PH y temperatura.El electrodo de vidrio y el de referencia actan como un generador de tensin cuando estn sumergidos en la solucin a medir, la tensin producida por ellos, de 59,16 milivoltios por cada unidad de PH a temperatura ambiente, es aplicada a un amplificador con entrada por FET (Field Effect Transistor) con alta impedancia de entrada, con el fin de no cortocircuitar las bajsimas corrientes producidas.

Soluciones Buffer o Amortiguadoras

Una solucin amortiguadora es aquella que resiste un cambio de pH aunque se le aada pequea cantidades de un cido o una base fuerte. En general, estas soluciones estn constituidas por un cido dbil y su sal (base conjugada) formando un Buffer acido o una base dbil y su sal (cido conjugado) formando un buffer bsico.

Cuando un "buffer" es adicionado al agua, el primer cambio que se produce es que el pH del agua se vuelve constante. De esta manera, cidos o bases adicionales no podrn tener efecto alguno sobre el agua, ya que esta siempre se estabilizar de inmediato.

Calculo del pH en una solucin Buffer o amortiguadora (por formula):

Buffer cido:

Buffer bsico:

IV. Detalles experimentales

Materiales:4 fiolas de 250 mL.2 fiolas de 100mL2 buretas de 50 mL.8 beackers de varios volmenes4 pipetas volumtricas de volmenes1 propipeta.1 bagueta.

Reactivos:cido Actico.Acetato de SodioHidrxido de AmonioCloruro de Amoniocido ClorhdricoHidrxido de Sodio slidoBiftalato de Potasio.Fenolftalena.Agua Destilada.

Equipos:Balanza usada para pesar los reactivos slidos.Equipo medidor de pH con termmetro incorporado

Procedimiento experimental: Se lavaron y secaron todos los erlenmeyers, tambin se enjuagaron con agua destilada el resto de materiales de vidrio.Se pesaron el acetato de sodio, el cloruro de amonio y el hidrxido de sodio y se disolvieron en pequeos volmenes de agua. A su vez se tomaron alcuotas de cido actico, cido clorhdrico e hidrxido de amonio. Se prepararon en fiolas de 100 mL las soluciones buffer cida y bsica y las soluciones de cidos y bases fuertes y dbiles en fiolas de 250 mL.La solucin de hidrxido de sodio se valor con Biftalato de potasio usando como indicador la fenolftalena, una vez que se valor la solucin de hidrxido de sodio, se us para valorar la solucin de cido clorhdrico. Se us el cido clorhdrico para valorar 50 mL hidrxido de amonio y el hidrxido de sodio para valorar 50 mL de cido actico.Se midi el pH de las soluciones buffer preparadas con el medidor de pH previamente calibrado con las soluciones buffer patrn. Para usar el medidor se debe de lavar el electrodo con agua destilada, luego sumergir en una pequea porcin de solucin problema, agitar y desechar para luego hacer la medicin real. Una vez terminado se lav y sec el electrodo para repetir el procedimiento con las otras soluciones problemas. Se realiz la medicin del pH de las soluciones cidas de cido actico e hidrxido de amonio.Se tom una alcuota de 100 mL de cido actico y se coloc el equipo de medicin de pH, con una bureta de 50 mL se aadi pequeos volmenes de titulante y se tom la medida de pH cada vez que se aada; se repiti con el hidrxido de amonio.

V. Tabulacin de Datos y Resultados Experimentales: Condiciones de Laboratorio.Tabla N1: Condiciones de TrabajoPm (mmHg)756

T (C)21

HR92%

Datos ExperimentalesTabla N2: Preparacin y pH de soluciones buffer, cidas y bsicasMasa (g)V (mL)pHT (C)

BuffercidoCH3COOH-0.574.4821.5

CH3COONa0.8212-

BaseNH4OH-0.689.5821.4

NH4Cl0.5355-

SolucincidoCH3COOH-1.442.9821.7