Observar la variación del pH en función de su volumen.Observar la variación del pH en función de su volumen.
Identificar el punto de viraje de ácido a base y viceversa.Identificar el punto de viraje de ácido a base y viceversa.
2.
2. FUNDAMENTO
FUNDAMENTO TEÓRICO
TEÓRICO
pH
pH
Es una medida de acidez o alcalinidad de una disolución, indica la concentración Es una medida de acidez o alcalinidad de una disolución, indica la concentración de iones hidronio presentes en determinadas sustancias. Significa „potencial de iones hidronio presentes en determinadas sustancias. Significa „potencial hidrógeno‟.
hidrógeno‟.
FORMULA:
FORMULA:
pH =pH = – –log[H]log[H] pOH =pOH = – –log[OH]log[OH]
La escala de pH típicamente va de 0 a 14 en disolución acuosa, siendo ácidas las La escala de pH típicamente va de 0 a 14 en disolución acuosa, siendo ácidas las disoluciones con pH menores a 7 (el valor del exponente de la concentración es disoluciones con pH menores a 7 (el valor del exponente de la concentración es mayor, porque hay más iones en la disolución) y alcalinas las que tienen pH mayor, porque hay más iones en la disolución) y alcalinas las que tienen pH mayores a 7. El pH = 7 indica la neutralidad de la disolución (cuando el disolvente mayores a 7. El pH = 7 indica la neutralidad de la disolución (cuando el disolvente es agua).
es agua).
El pH se define como el logaritmo negativo de base 10 de la actividad de los iones El pH se define como el logaritmo negativo de base 10 de la actividad de los iones hidrógeno.
Se considera que p es un operador logarítmico sobre la concentración de una Se considera que p es un operador logarítmico sobre la concentración de una solución: p =
solución: p = – –log[...] , también se define el pOH, que mide la concentración delog[...] , también se define el pOH, que mide la concentración de iones OH−.
iones OH−.
Puesto que el agua está adulterada en una pequeña extensión en iones OH Puesto que el agua está adulterada en una pequeña extensión en iones OH – – yy H3O+, tenemos que:
H3O+, tenemos que:
K(constante)w(water; agua) = [H3O+]•[OH–
K(constante)w(water; agua) = [H3O+]•[OH– ]=10]=10 – –14 en donde [H3O+] es la14 en donde [H3O+] es la concentración de iones hidronio, [OH−] la
concentración de iones hidronio, [OH−] la de iones hidroxilo, y Kw es unade iones hidroxilo, y Kw es una constante conocida como producto iónico del agua, que vale 10−14.
constante conocida como producto iónico del agua, que vale 10−14. Por lo tanto,
Por lo tanto,
log Kw = log [H3O+] + log [OH log Kw = log [H3O+] + log [OH – –]] –
–14 = log [H3O+] + log [OH14 = log [H3O+] + log [OH – –]] 14 =
14 = – –log [H3O+]log [H3O+] – – log [OHlog [OH – –]] pH + pOH = 14
pH + pOH = 14
Por lo que se puede relacionar directamente el valor del pH con el del pOH. Por lo que se puede relacionar directamente el valor del pH con el del pOH.
En disoluciones no acuosas, o fuera de condiciones normales de presión y En disoluciones no acuosas, o fuera de condiciones normales de presión y temperatura, un pH de 7 puede no ser el neutro. El pH al cual la disolución es temperatura, un pH de 7 puede no ser el neutro. El pH al cual la disolución es neutra estará relacionado con la constante de disociación del disolvente en el que neutra estará relacionado con la constante de disociación del disolvente en el que se trabaje.
se trabaje.
Curvas de valoración.
Curvas de valoración.
La forma
La forma de la de la curva de curva de valoración de valoración de permite identificar el permite identificar el punto de punto de equivalenciaequivalencia (del griego equi, igual) de una valoración. Este punto es aquel en el que se han (del griego equi, igual) de una valoración. Este punto es aquel en el que se han
En términos generales la valoración ácido base procede de la siguiente manera: En términos generales la valoración ácido base procede de la siguiente manera: Al
Al comenzar la comenzar la valoracivaloración ón se se toma nota toma nota del pH del pH inicial y inicial y se se añade un añade un volumen devolumen de reactivo que sea más o menos a la mitad de los que se espera gastar. A medida reactivo que sea más o menos a la mitad de los que se espera gastar. A medida que se acerca al punto de equivalencia las adicciones de reactivo se hacen que se acerca al punto de equivalencia las adicciones de reactivo se hacen iguales y más pequeñas, anotando el valor del pH en cada adicción.
iguales y más pequeñas, anotando el valor del pH en cada adicción. Las parejas de valores “volumen/pH”
Las parejas de valores “volumen/pH” se disponen en una tabla y se representanse disponen en una tabla y se representan gráficamente. La localización del punto final viene dada por el mayor salto de pH gráficamente. La localización del punto final viene dada por el mayor salto de pH después de determinada adicción de volumen desde la bureta.
después de determinada adicción de volumen desde la bureta.
El indicador de elección es aquel en cuyo punto de viraje coincida con el punto de El indicador de elección es aquel en cuyo punto de viraje coincida con el punto de equivalencia.
equivalencia.
Las curvas de titulación representan el cambio de pH a medida que se añade la Las curvas de titulación representan el cambio de pH a medida que se añade la solución titulante, esta gráfica consta de 3 fases esencialmente: la 1 fase en la solución titulante, esta gráfica consta de 3 fases esencialmente: la 1 fase en la cual el pH no varía considerablemente con una adición de la solución titulante; la 2 cual el pH no varía considerablemente con una adición de la solución titulante; la 2 fase es la más importante y representativa ya que al acercarse al punto de fase es la más importante y representativa ya que al acercarse al punto de equivalencia el pH sufre grandes cambios con una mínima adición de solución equivalencia el pH sufre grandes cambios con una mínima adición de solución titulante, esta fase permite determinar el pH en el punto de equivalencia; y la 3 titulante, esta fase permite determinar el pH en el punto de equivalencia; y la 3 fase se habla de un pH que depende de la concentración de la solución titulante fase se habla de un pH que depende de la concentración de la solución titulante en exceso. en exceso.
Datos.
Datos.
Cálculos.
Cálculos.
Solución NaOH 100 ml 0,1 N.
Solución NaOH 100 ml 0,1 N.
Solución de H
Solución de H
22SO
SO
44, 100ml 0,1 N.
, 100ml 0,1 N.
Datos de titulación de ácido fuerte con una base fuerte
Datos de titulación de ácido fuerte con una base fuerte
B B A A S S E E N N E E U U T T R R A A L L I I Z Z A A D D A A V NaOH V NaOH (ml) (ml) Concentraci Concentraci on N on N V V H2SO4 H2SO4 Concentra Concentra cion N cion N m eq-g m eq-g neutraliza neutraliza do do m eq-g no m eq-g no neutraliza neutraliza do do [OH] [H] [OH] [H] pH pH calcula calcula do do pH pH medi medi do do %E %E 18 18 0.1 0.1 0 0 0.1 0.1 0 0 1.8 1.8 0.1 0.1 1E-13 1E-13 13.00 13.00 12.58 12.58 3.233.23 18 18 0.1 0.1 5 5 0.1 0.1 0.5 0.5 1.31.3 0.072222 0.072222 222 222 1.38462 1.38462 E-13 E-13 12.86 12.86 12.47 12.47 3.023.02 18 18 0.1 0.1 10 10 0.1 0.1 1 1 0.80.8 0.044444 0.044444 444 444 2.25E-13 2.25E-13 12.65 12.65 12.24 12.24 3.223.22 18 18 0.1 0.1 15 15 0.1 0.1 1.5 1.5 0.30.3 0.016666 0.016666 667 667 6E-13 6E-13 12.22 12.22 11.86 11.86 2.962.96 18 18 0.1 0.1 18 18 0.1 0.1 1.8 1.8 0 0 0 0 7.00 7.00 77 18 18 0.1 0.1 19 19 0.1 0.1 1.9 1.9 0.10.1 0.005555 0.005555 556 556 1.8E-12 1.8E-12 2.26 2.26 4.19 4.19 85.7985.79 18 18 0.1 0.1 20 20 0.1 0.1 2 2 0.20.2 0.011111 0.011111 111 111 9E-13 9E-13 1.95 1.95 4.034.03 106.2 106.2 2 2 18 18 0.1 0.1 21 21 0.1 0.1 2.1 2.1 0.30.3 0.016666 0.016666 667 667 6E-13 6E-13 1.78 1.78 3.823.82 114.8 114.8 3 3 18 18 0.1 0.1 25 25 0.1 0.1 2.5 2.5 0.70.7 0.038888 0.038888 889 889 2.57143 2.57143 E-13 E-13 1.41 1.41 3.633.63 157.4 157.4 1 1 18 18 0.1 0.1 30 30 0.1 0.1 3 3 1.21.2 0.066666 0.066666 667 667 1.5E-13 1.5E-13 1.18 1.18 3.483.48 195.9 195.9 0 0
Gráficas:
Gráficas:
0 0 2 2 4 4 6 6 8 8 10 10 12 12 14 14 1 1 22 33 44 55 66 77 88 99 1100
pH medido
pH medido
pH medido pH medido 0.00 0.00 2.00 2.00 4.00 4.00 6.00 6.00 8.00 8.00 10.00 10.00 12.00 12.00 14.00 14.00 1 1 22 33 44 55 66 77 88 99 1100pH calculado
pH calculado
pH calculado pH calculado
En la gráfica del pH calculado se visualiza que tiene mayor precisiónEn la gráfica del pH calculado se visualiza que tiene mayor precisión
debido a que
debido a que los cálculos realizados los cálculos realizados varían con los varían con los cálculos medidos yacálculos medidos ya que tiene un promedio de error aceptable en la obtención de la curva de que tiene un promedio de error aceptable en la obtención de la curva de titulación.
titulación.
De De acuerdo acuerdo a a los los resultados resultados obtenidos obtenidos podemos podemos concluir concluir queque
efectivamente se lograron observar las diferencias que se presentaron efectivamente se lograron observar las diferencias que se presentaron en la curva de titulación de una base fuerte con un ácido fuerte en las en la curva de titulación de una base fuerte con un ácido fuerte en las respectivas gráficas obtenidas.
respectivas gráficas obtenidas.
De acuerdo a la práctica realizada podemos concluir que paraDe acuerdo a la práctica realizada podemos concluir que para
neutralizar la alícuota de 5ml de NaOH se necesitaron de gasto 5ml de neutralizar la alícuota de 5ml de NaOH se necesitaron de gasto 5ml de H
H22SOSO44 aproximadamente en dicha experiencia.aproximadamente en dicha experiencia.
