Desarrollo:
Titulación ácido-base
Marco teórico:
En esta práctica se debe tener conocimiento de que es la volumetría y cuál es el procedimiento que se emplea para una titulación o valoración usando patrones primarios para reacciones acuosas tales como el hidróxido de sodio.
Además, saber cuáles son los requisitos indispensables para las reacciones empleadas en volumetría, tales como:
1. Que no deben de existir ningún tipo de reacciones colaterales al hacer la titulación.
2. La reacción debe de terminar completamente en un punto de equivalencia, esto quiere decir que debe ser completa estequiométricamente hablando.
3. Con la finalidad de tener resultados óptimos es indispensable escoger el indicador adecuado conforme al pH en el punto de equivalencia de la reacción.
Objetivo.
Al finalizar dicha práctica el alumno deberá de tener la capacidad de realizar lo siguiente:
1. Poder valorar las soluciones que se prepararon en la práctica.
2. Adquirir el conocimiento en el manejo de la bureta con la finalidad de poder realizar valoraciones (titulaciones) de una manera adecuada.
3. Identificar las especies que se encuentren en una curva de titulación de pH & ml del titulante.
4. Poder realizar una curva de titulación.
5. Identificar los cambios que se generan en el pH al momento de agregar el Hidróxido de sodio.
Materiales y reactivos.
| Materiales | Reactivos |
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| Fenolftaleína |
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| Azul de bromotimol |
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| Naranja de metilo |
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Procedimiento.
1. Obtenga un matraz Erlenmeyer de 250 ml del menú de Equipo.
2. Agregue el matraz 100 ml de la solución problema 1 mediante el menú Reactivos. (mide pH)
3. Agregue al matraz 2 gotas de fenolftaleína.
4. En un vaso de precipitado agregue 100 ml de la solución 0.1 molar de hidróxido de sodio. (mide pH)
5. Obtenga una bureta de 50 ml.
6. Transfiera del vaso de precipitados 50 ml de la solución de hidróxido de sodio a la bureta, para esto seleccione el vaso y del menú Procesos seleccione la opción Decantar, o seleccione directamente Decantar desde la barra de herramientas. El cursor muestra la forma de un vaso inclinado, dé un clic sobre la bureta para completar la operación. Debe de hacerlo en dos pasos pues no es recomendable vaciar directamente el reactivo de su envase a la bureta.
7. Coloca el medidor de pH dentro del matraz para ir observando el cambio de pH.
8. Coloque la bureta encima del matraz, de tal manera que la punta de la bureta se encuentre apenas arriba de la boca del matraz.
9. Dé un clic con el botón derecho del ratón sobre la bureta para llamar al menú contextual y de éste seleccione la opción Titular, se le presentará la ventana de titulación.
10. En la ventana de titulación presione el botón Ver Gráfica y mueva la ventana de Gráfica de Titulación que aparece hacia la derecha, de tal manera que tenga visibles la ventana de titulación, la gráfica y el matraz.
11. Ajuste la escala del eje X de la gráfica, de tal manera que el volumen máximo que muestre el eje X sea de 20 ml. Para hacer esto, arrastre con el ratón la ceja del control marcando como Escala X hacia la izquierda hasta que logra los 20 ml.
12. Comience a agregar el hidróxido al matraz abriendo la llave de la bureta. Coloque el cursor del ratón sobre el punto negro del lado derecho y arrástrelo hacia arriba para abrir y hacia abajo para cerrar.
13. Observe en la gráfica cómo varía el pH al ir agregando el hidróxido, continúe agregando hasta que la disolución del matraz muestre un color rosado (tome lectura), mantenga la llave de la bureta abierta hasta que se realice un segundo viraje cierre la bureta para medir el volumen de hidróxido. (mide pH) Guarde la primera gráfica como impresión de pantalla para analizarla.
14. Repita los mismos pasos con las soluciones problema 2 y 3.
15. Se deberán realizar las tres soluciones problema con los indicadores azul de bromotimol y naranja de metilo aparte del de fenolftaleína.
16. Registrar las nueve gráficas.
Resultados y conclusión.
Reflexiones iniciales.
Para poder realizar un experimento químico se deben de realizar los siguientes pasos:
Fórmulas que se usaran en la práctica.
Con la finalidad de poder encontrar la molaridad de NaOH el agregarse 20ml de este en la disolución, ya sea está problema 1, problema 2 o problema 3. Para ello se usará la siguiente fórmula:
En donde:
· a = masa del soluto
· pm = peso molecular del soluto
· vd = volumen de la disolución.
Fase experimental
Está investigación tiene el propósito de poder valorar el cambio que se genera en el ácido clorhídrico al recibir una solución de Hidróxido de Sodio, además de las modificaciones que se generan en el pH de este.
Para esto es necesario manejar el laboratorio virtual de una manera hábil y aprender a realizar la curva de pH & ml agregados de titulante.
Con la finalidad de poder identificar los resultados se usará el título de problema 1, problema 2 y problema 3.
Problema 1
| Sustancia | PH |
| Solución 1 | 1.78 |
| Hidróxido de sodio 0.1molar | 13 |
| Solución 1 + 20ml de hidróxido de sodio 0.1molar | 11.46 |
Al realizar el procedimiento tenemos las siguientes lecturas al agregar el hidróxido de sodio 0.1 molar a la solución 1.
Ilustración 1 Gráfica de solución problema 1 con indicador de fenolftaleína.
Operaciones y conclusiones de la Solución 1.
Se observa que el peso de hidróxido de sodio en la disolución es de 0.01 y tomando en cuenta la cantidad de volumen que tiene la disolución en total de 120.03 tendríamos una molaridad de NaOH de:
· Volumen del soluto =20.00ml
· Volumen de la disolución =120.03
· Masa del soluto =0.01
· Peso molecular de NaOH =
Problema 2
| Sustancia | PH |
| Solución 2 | 2.07 |
| Hidróxido de sodio 0.1molar | 13 |
| Solución 2 + 20ml de hidróxido de sodio 0.1molar | 11.99 |
Al realizar el procedimiento tenemos las siguientes lecturas al agregar el hidróxido de sodio 0.1 molar a la solución 2.
Operaciones y conclusiones de la Solución 2.
Se observa que el peso de hidróxido de sodio en la disolución es de 0.05 y tomando en cuenta la cantidad de volumen que tiene la disolución en total de 120.22 tendríamos una molaridad de NaOH de:
· Volumen del soluto =20.00ml
· Volumen de la disolución =120.22
· Masa del soluto =0.05
· Peso molecular de NaOH =
Ilustración 2 Gráfica de solución problema 2 con indicador de fenolftaleína.
Problema 3 con indicador fenolftaleína.
| Sustancia | PH |
| Solución 3 | 2.00 |
| Hidróxido de sodio 0.1molar | 13.00 |
| Solución 3 + 20ml de hidróxido de sodio 0.1molar | 11.92 |
Al realizar el procedimiento tenemos las siguientes lecturas al agregar el hidróxido de sodio 0.1 molar a la solución 3 a esta solución se le agrego como indicados 2 gotas de fenolftaleína.
Operaciones y conclusiones de la Solución 3.
Se observa que el peso de hidróxido de sodio en la disolución es de 0.04 y tomando en cuenta la cantidad de volumen que tiene la disolución en total de 120.02 tendríamos una molaridad de NaOH de:
| Volumen del soluto =20.00ml Volumen de la disolución =120.02 Masa del soluto =0.04 Peso molecular de NaOH = |
|
Ilustración 3 Gráfica de solución problema 3 con indicador de fenolftaleína
Ilustración 4 Gráfica de Solución Problema 1 con indicador azul de bromotimol.
Ilustración 5 Gráfica de solución problema 2 con indicador azul de bromotimol.
Ilustración 6 Gráfica de solución problema 3 con indicador azul de bromotimol.
Ilustración 7 Gráfica de problema 1 con indicador naranja de metilo.
Ilustración 8 Gráfica de solución problema 2 con indicador naranja de metilo.
Ilustración 9 Gráfica de solución problema 3 con indicador naranja de metilo.
Análisis de los indicadores en titulación ácido-base
Realizando un análisis del de los indicadores observamos que no existe ninguna alteración en el peso o pH de las disoluciones en ninguno de los tres problemas, lo que podemos observar es que la coloración de cada uno de los indicadores cambia al cambiar el nivel de pH en las disoluciones, por tanto, podemos decir que los indicadores cambian de la siguiente manera según el nivel de pH.
| Tipo de indicador | pH ácido | pH alcalino |
| Fenolftaleína | No presenta coloración | Se vuelve de un color rosado fuerte |
| Azul de bromotimol | La coloración es amarilla | Se vuelve de un color morado |
| Naranja de metilo | Su color es naranja | Se vuelve de un color amarillo |
Cuestionario.
Investiga las propiedades físicas y químicas, así como la toxicidad de los compuestos del HCl y el NaOH que se utilizarán como titulantes.
Ácido Clorhídrico ![clip_image002[1]](https://drive.google.com/uc?id=1viop9IDv4_PjbxqJhQq4mqOTt8WJ6RFM "clip_image002[1]")
Propiedades físicas y químicas.
| El ácido clorhídrico es un líquido humeante incoloro o amarillo claro con olor penetrante e irritante | |
| Gravedad específica (Agua = 1) | 1.184 |
| Punto de ebullición (°C) | 50 a 760 mmHg |
| Punto de fusión (°C) | - 66 |
| Densidad relativa del vapor (Aire = 1) | 1.27 |
| Presión de vapor (mmHg) | 158 a 20°C |
| Viscosidad (cp) | 0.48 a - 155°C |
| pH | 0.1 (1N); 2.01 (0.01N) |
| Solubilidad | Soluble en agua, alcoholes, éter y benceno. Insoluble en hidrocarburos. |
Visión general sobre las emergencias.
Líquido incoloro o ligeramente amarillo. ¡Peligro! Corrosivo e higroscópico. Puede ocasionar severa irritación al tracto respiratorio o digestivo, con posibles quemaduras. Puede ser nocivo si se ingiere. Produce efectos fetales de acuerdo con estudios con animales. Puede ser fatal si se ingiere o se inhala, puede ser sensibilizador. Órganos blancos: sistema respiratorio, dientes, ojos, piel y sistema circulatorio. (Hoja de datos de seguridad de Ácido Clorhidrico, 2005)Efectos adversos potenciales para la salud:
| Inhalación. | Corrosivo. Exposición ligera: irritación nasal, quemaduras, tos y sofocación. Exposición prolongada: quemaduras, ulceras en la nariz y la garganta. Si la concentración es elevada causa ulceración de la nariz y la garganta, edema pulmonar, espasmos, shock; falla circulatoria, incluso la muerte. Los síntomas del edema pulmonar pueden ser retardados. |
| Ingestión. | Corrosivo. Puede generar quemaduras en la boca, garganta, esófago y estomago; nauseas, dificultad al comer, vomito, diarrea; en casos graves, colapso y muerte. Puede ser fatal en concentraciones o dosis elevadas. En caso de broncoaspiración puede causar daños graves a los pulmones y la muerte. |
| Piel: | Puede causar inflamación, enrojecimiento, dolor y quemaduras, dependiendo de la concentración. |
| Ojos | Corrosivo. Produce irritación, dolor, enrojecimiento y lagrimeo excesivo. La solución concentrada o una sobreexposición a los vapores puede causar quemaduras de la córnea y pérdida de la visión. |
| Efectos crónicos | Asma ocupacional. Las exposiciones repetidas a bajas concentraciones pueden generar coloración cade y daños en el esmalte de los dientes y dermatitis. La frecuente inhalación puede ocasionar sangrado de la nariz. También han sido reportadas bronquitis crónica y gastritis. |
Hidróxido de sodio (NaOH)
Propiedades físicas y químicas.
| Apariencia, olor y estado físico | Sólido blanco inodoro en forma de escamas |
| Gravedad específica (Agua = 1) | 2.13/25°C |
| Punto de ebullición (°C) | 1390 |
| Punto de fusión (°C) | 318 |
| Densidad relativa del vapor (Aire = 1) | N. R. |
| Presión de vapor (mmHg) | 42.0 / 999°C |
| Viscosidad (cp) | 4 a 350°C |
| pH | 14 (solución al 5%) |
| Solubilidad | Soluble en agua, alcohol y glicerol. |
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