Unidad 2. Actividad 3. Práctica 1. Cuantificación del ácido clorhídrico en el ácido muriatico

Parte 1: Procedimiento

1. Ellaboratoriotiene2herramientasquelepermitenprobarlosvaloresdepH:medidor de pH y papel de pH.            Utilice cada uno sumergiéndolo en la solución a probar. Pruebe todos los tipos de soluciones

dados y rellene el gráfico de datos con el valor de pH 0-14.

2. El circuito con una bateríay una bombilla como se muestra: es la herramienta utilizada para probar la conducción de una solución. Al sumergir los cables en la solución, la bombilla puede permanecer sin iluminar, estar tenuemente iluminada, ser algo brillante o muy brillante. Pruebe cada solución y registre su observación para el brillo de las bombillas en la siguiente tabla.

Parte 1: Datos	Valor de pH con medidor de pH.	Color y valor de pH del papel de pH	Observaciones de la herramienta del circuito Describa el brillo
Agua	7.00	Color naranja pH 7	Al introducir la herramienta de circuito el foco genera una luz muy tenue
Ácido Fuerte	2.00	Color marrón pH 2	Al introducir la herramienta de circuito el foco genera una luz extremadamente intensa.
Ácido débil	4.5	Presenta un color naranja que abarca el pH 4 y pH 5	La intensidad que se genera al introducir la herramienta de circuito es mucho menor que la que se presentó con el ácido fuerte.
Base Fuerte	12	Presenta un color azul verdoso oscuro pH 12	La intensidad que presenta el foco al introducir la herramienta de circuito es fuerte, muy parecida a la que presenta un ácido fuerte
Base débil	9.5	Presenta un color verde tirando a verde bandera pH 9.5	Al introducir la herramienta se observa que la intensidad de luz del foco no es igual de fuerte que con la base fuerte.

Parte 1: Análisis

1. ¿Qué rango de valores de pH se observa:

1.       Para ácidos:

Para los ácidos se observan un rango de pH entre 2 y 4.5, esto quiere decir que cualquier valor menor a 7 se considera como ácido. Por tanto, una solución acida tiene una alta concentración de iones de hidrógeno (H⁺), mayor que la del agua pura.

2.       Para bases:

Para las bases se observaron valores de entre 9.5 y 12, esto quiere decir que cualquier valor mayor a 7 la sustancia se considera como básico o alcalino. Por tanto, una solución básica o álcali tiene una concentración baja en hidrógeno (H⁺), menor que las del agua pura.

2.  ¿Por qué algunas soluciones son mejores conductores de electricidad?

El primero en realizo estudios sobre la conducción de electricidad en las soluciones ya fueran ácidos o bases fue el inglés Michael Faraday, el cual propuso que para que la electricidad circulara por el líquido debía existir en él alguna forma de partículas cargadas móviles a las cuales llamó iones.

Posteriormente el fisicoquímico sueco Svante Arrhenius lanzo la hipótesis de que los iones de Faraday eran provenientes de la disociación del soluto, dejando en claro que los iones producto de la disociación estaban presentes en la solución siempre, con independencia de que circule o no electricidad.

Por tanto, debemos de decir que no todos los ácidos y bases se ionizan (disocian) con la misma intensidad, esto quiere decir que no tienen la misma fuerza para producir iones H⁺ y OH^- en las soluciones.

Esto quiere decir que el término “fuerte” o “débil” que se usa en los ácidos o bases describen cuanta capacidad tiene una solución ya sea acida o básica en conducir la electricidad. Si un ácido o base conduce intensamente la electricidad se considera como fuerte, en caso contrario, si apenas conduce electricidad entonces este es débil.

Parte 2 Procedimiento, Datos y Análisis:

Responde debajo de cada pregunta o al final del documento.

Recordar: La cantidad de ionización o disociación de iones determina la fuerza de un ácido o base. La concentración de [H3O⁺], iones de hidronio y [OH^-], iones de hidróxido, se puede utilizar para calcular el pH y el pOH como se muestra en el diagrama aquí:

Nota: utilizamos [H3O⁺] y [H⁺] indistintamente.

 

1.       Haga clic en la Solución de agua, modo gráfico, Herramienta del medidor de pH. Inserte el instrumento en el agua. Tenga en cuenta que la concentración inicial de la solución se administra antes de que se lleve a cabo cualquier ionización o disociación.

2.       Rellene en la figura de la derecha, los valores de concentración que faltan para los iones de hidronio e hidróxido en el gráfico. Utilice el valor de concentración para [H3O^] para calcular el pH. Mostrar trabajo:

3.    Utilice el valor de concentración de [OH^-] para calcular el . Mostrar trabajo:

4.    ¿Su respuesta a #2 coincide con el pH dado en la simulación?

El pH que se presenta en el simulador coincide con el pOH

5.    ¿La respuesta a #3 es igual a: (14-pH)? Mostrar trabajo:

6.    ¿La solución es un ácido, una base o neutro, basado en el pH calculado?

Dado que el pH es 7 se considera como una solución neutra.

Adjunte los cálculos en hojas extras de cuaderno para mostrar los cálculos del pH y el pOH para las otras soluciones

Ácido fuerte.

Utilice el valor de concentración para [H3O^] para calcular el pH. Mostrar trabajo:

Utilice el valor de concentración de [OH^-] para calcular el . Mostrar trabajo:

¿Coincide con el pH dado en la simulación?

No

Es igual a: (14-pH)? Mostrar trabajo:

¿La solución es un ácido, una base o neutro, basado en el pH calculado?

Basado en el pH calculado es una base

Ácido débil.

Utilice el valor de concentración para [H3O^] para calcular el pH. Mostrar trabajo:

Utilice el valor de concentración de [OH^-] para calcular el . Mostrar trabajo:

 

¿Coincide con el pH dado en las simulación?

No

Es igual a: (14-pH)? Mostrar  trabajo:

¿La solución es un ácido, una base o neutro, basado en el pH calculado?

Considerando el pH calculado es una base

 

Base fuerte.

Utilice el valor de concentración para [H3O^] para calcular el pH. Mostrar trabajo:

Utilice el valor de concentración de [OH^-] para calcular el . Mostrar trabajo:

 

¿Coincide con el pH dado en la simulación?

No

Es igual a: (14-pH)? Mostrar trabajo:

¿La solución es un ácido, una base o neutro, basado en el pH calculado?

Considerando el pH calculado, es un ácido.

Base débil.

Utilice el valor de concentración para [H3O^] para calcular el pH. Mostrar trabajo:

 

Utilice el valor de concentración de [OH^-] para calcular el . Mostrar trabajo:

 

¿Coincide con el pH dado en la simulación?

No

Es igual a: (14-pH)? Mostrar trabajo:

¿La solución es un ácido, una base o neutro, basado en el pH calculado?

Considerando el pH calculado es un acido

Procedimiento de la Parte 3, Análisis, Conclusión: Mi Solución

En la parte inferior de la pantalla,haga clic en el botón.El ajuste predeterminado muestra un ácido débil con una concentración de 0,010M. Inserte la sonda de pH para mostrar un pH inicial de 4,50. El vaso de precipitados se muestra a continuación:

1.      Deslice la barra de concentración inicial hacia la derecha para aumentar el número de moléculas de soluto y luego deslícela hacia la izquierda. ¿Qué efecto tiene el cambio de la concentración (Moles de HA/Litros de Solución) en el valor de pH? (Ser específico sin dar valores)

Cuando se desliza hacia la izquierda la barra de concentración (esto quiere decir cuando el ácido se reduce) el pH aumenta, cuando se desliza la barra de concentración hacia la derecha (esto quiere decir que la concentración de ácido aumenta) el pH se reduce

2.    Vuelva a la configuración predeterminada e inserte el medidor de pH. Ahora deslice la fuerza hacia la derecha para hacer el ácido más fuerte.

a.    A medida que aumenta la fuerza, describa el cambio en el número de iones azules , iones naranjas  y la molécula de ácido  original:

La molécula de  no se percibe, sin embargo, los iones naranjas  se multiplican a mayor proporción que los iones azules  causando así mismo una reducción en el pH.

1.      ¿A medida que aumenta la fuerza, describir el cambio en las concentraciones de ambos iones en la solución? Sugerencia: Haga clic en < Gráfico> para ver cómo suben y bajan las concentraciones.

2.¿Sí o No? ¿Parece que el pH depende de la concentración de iones[H3O⁺]?

Si, porque al subir la concentración de los iones de  el pH desciende y cuando la concentración iones de  es menor entonces el pH se eleva.

4.       Siempre asumimos que los ácidos fuertes ionizan al 100% en el agua. Haga  clic en Restablecer y mueva el control deslizante a la fuerza: fuerte. Inserte el medidor de pH. Registre el pH. Observe el número de iones en el vaso de precipitados y haga clic en< Gráfico> para observar las concentraciones.

b.    Valor de pH: 0.00                                         

c.     ¿Si o NO? contuvo el vaso de precipitados contiene una partícula que ahora tiene 0% de concentración?

Si, el vaso de precipitado contiene una partícula la cual tiene un 0% de concentración.

d.    Si es así,¿qué partícula parece faltar?

La partícula que falta es HA

e.    ¿Por qué es probable que falte?

Porque se ejercer un efecto de neutralización.

5.      Haga clic en Restablecer y cambie a una base. Repita 1-4 arriba y responda a las preguntas.

a)  ¿Qué efecto tiene el cambio de la concentración de la base en el pH?            Sea específico.

Cuando se inicia la solución con una concentración inicial de 0.010 el pH se encuentra en 9.5 a medida que se aumenta la concentración el pH se va incrementando.

b)  ¿Cómo cambian los cambios de ,  y B a medida que aumentas la fuerza? Sea específico.

Al aumentar la concentración a 0.1, se perciben varios cambios, la cantidad de iones B aumentan de una manera considerable, también aumentan los iones de hidróxido aunque en menor proporción y los iones  se perciben prácticamente sin cambio alguno.

c)  ¿Cómo cambia la concentración de  y a medida que aumenta la fuerza? Sea específico

Al aumentar la concentración en 1.000 los iones de B siguen aumentando considerablemente, al igual que la concentración de OH, llegando el pH a 10.50

d)  ¿Sí o No? ¿Parece que el pH se basa en la concentración de [OH-]? Explicar y específica:

Si, dado que se percibe en la práctica que al aumentar la concentración de OH se incrementa el pH en la solución.

e)  Siempre asumimos que las bases fuertes ionizarán al 100% en el agua. Haga clic en Restablecer    y mueva el control deslizante a la fuerza: fuerte. Inserte el medidor de pH. Registre el pH.Observe el número de iones en el vaso de precipitados y haga clic en <Gráfico> para observar las concentraciones.

a)    pH: 13.00

b)     ¿Falta alguna partícula? Si es así, ¿qué es?

Si, la partícula que queda como despreciable es MOH

Conclusiones: Si la respuesta es no, explique por qué no.

6.      ¿SI o NO? ¿Se puede concentrar un ácido débil? Si.

7.      ¿SI o NO? ¿Se puede diluir un ácido fuerte? Si

8.      ¿SI o NO? En el caso de los ácidos, ¿puede aumentar la concentración inicial aumentar el pH?

No, porque al aumentar la concentración inicial del ácido débil el pH se reduce.

9.      ¿SI o NO? Para Bases, ¿puede aumentar la concentración inicial aumentar el pH? Si.

 

Extensión: En <Mi solución>, Pruebe al menos 4 combinaciones de concentración inicial y fuerza, asegúrese de probar un mínimo de 2 ácidos y 2 bases. Haga clic en < Gráfico> para encontrar la concentración de iones. Haga un gráfico de datos para registrar la concentración iónica, la concentración inicial y fuerte/débil y ácido/base. Para cada uno, use la concentración para calcular el pH. Sumerja el medidor de pH para verificar el pH.

a)   Comparte 5 (impresiones de pantalla, screen shot, print screen, captura de pantalla) de su trabajo en el simulador.

 

Preguntas de la planeación del docente.

¿Cuán diferentes son los ácidos fuertes y débiles?

La diferencia es que los ácidos fuertes se disocian completamente cuando se disuelven en agua, por tanto, ceden a la solución una cantidad de iones H⁺, por el contrario, los ácidos débiles no se disocian completamente con el agua, esto quiere decir que solo liberan una pequeña parte de sus iones H⁺.