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• Tatiana Muñoz

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ECUACIONES ESTEQUIOMETRICAS

a) curva de valoración acido fuerte y base fuerte HCl (aq) + Na OH (aq)

Na Cl (aq) + H2O (l)

b) curva de valoración acido débil y base fuerte CH3COONa(ac) + H2O(l)

CH3COOH (ac) + NaOH(ac )

c) curva de valoración acido fuerte- base débil HCl (aq) + NH4OH

NH4Cl + H2O

d) Curva de valoración acido débil –base débil CH3COOH (ac) + NH4OH

CH3COONH4 + H20

ANALISIS: La experimentación condujo a mezclar ácidos y bases, donde el propósito era observar tanto cuantitativa como cualitativamente la incidencia de la fuerza de estos reactivos por cada reacción, eventualmente la técnica usada para ver el comportamiento fue la de titulación, sumamente importante para hallar las concentraciones deseadas bajo el principio de la titulación: “ determinar la cantidad de una acido por la adición de una cantidad medida y equivalente de una base o viceversa “. La practica se dividió en 4 etapas, cada una de ellas establecidas asi: acido fuerte-base fuerte, acido débil- base fuerte, acido fuerte- base débil, acido débil- base débil (ver ecuaciones estequeométricas). Grafica 1. Acido fuerte-base fuerte

∆pH∕∆VNaOH

pH & VNaOH(AF-BF) 15

25 20 pH

10

15

5

10 5

0 0

0 0.1 0.7 1.3 1.9 2.5 3.1 3.7 4.3 4.9

2

4

6

Volumen de NaOH

En la tabla 1 se encuentran los valores del volumen dado en la titulación con hidróxido de sódico sobre acido clorhídrico( una base fuerte y un acido fuerte), se consignaron 28 datos que mostraban el comportamiento del acido en tres tiempos diferenciables sobre la curva de acido fuerte base fuerte( grafica 1); estas tres etapas se ven bien diferenciadas

en la grafica de pH & Volumen de hidróxido de sodio para la titulación acido fuerte base fuerte( AF-BF). En la primera etapa que va ubicada en la tabla 1 desde el punto 0 -3,6 ml de base, es donde el incremento de pH es mínimo pues se cubre uno a uno los iones hidronio e hidroxilo dando un equilibrio hasta llegar a un lapsus ubicado entre 3,8 – 4,0 ml donde se hace presente el punto de equivalencia dado sobre el punto de 3,8 ml con pH 6,51, es ahí el punto de establecimiento de un equilibrio de la totalidad de iones hidronio con los hidroxilo, es este el punto de equivalencia, por otro lado el punto final de la titulación observado por el viraje del indicador se dio con un volumen de base de 4 ml probado con la grafica de la derivada ( grafica 1) donde se muestra que el punto final esta entre 3,7-4,3 ml, se dice que ha llegado al punto final por que el pH aumenta considerablemente como fue notado tanto en los datos y graficas como también experimentalmente por la medición del pH después de haber llegado al punto de equivalencia. Grafica 2.Acido débil-base fuerte

∆pH∕∕∆V

pH & VNaOH(AD-BF)

30 25 pH

20 15 10 5

14 12 10 8 6 4 2 0 0

0

2

4

6

Volumen de NaOH 0.1 0.7 1.3 1.9 2.5 3.1 3.7 4.3 4.9

La titulación acido débil- base fuerte mostró un comportamiento no fuera de lo común, es decir, se encontró el punto de equivalencia con poco volumen de base, este factor es atribuido a la parcial disociación del acido (ver ecuación b en ecuaciones estequeométricas), así pues los iones hidronio (H+) disociados son equilibrados por los hidroxilo de la base; tanto que la solución se satura y llega atener una basicidad de pH 12,08. En la tabla 2 se encuentran los datos que establecen que el punto final es en 3,4 ml, punto donde se dio el viraje del indicador, en la grafica de la derivada acido débil-base fuerte se ve como sobresale un pico que tiene como base un rango de 3,1-3,7 ml de base es decir el viraje no tiene sesgo pues es apropiado para en tanto a la grafica, por otro lado se observa en la grafica de pH que el punto de equilibrio llega un poco antes del punto final, según el grafico el punto de equilibrio entre acido débil( AD) y la base fuerte( BF) inicia desde 3,2- 3,5 ml que es optimo pues en la tabla dos se encuentra el punto de equivalencia en 3,2 donde el pH esta sobre 6,28 punto cercano al punto de equivalencia teórico pH7, la disminución de este punto en la escala del pH se debe a la disposición del acido ante su disociación parcial, pues al ser parcial los iones hidronio “son pocos” en tanto que el equilibrio entre los iones totalmente disociados de hidroxilo con los pocos de hidronio hacen que ese punto baje. Por otro lado se tiene que la sal formada por esta reacción es párvula, mínima en su estabilidad donde el volumen de base para entrar en equilibrio tendría que ser poco, tal cual según la experiencia.

Grafica 3. Acido fuerte y base debil

∆pH∕∆V

pH &VolumenHCl(AF-BD)

25

pH

20 15 10 5

12 10 8 6 4 2 0 0

0

2

4

6

Volumen de HCl

0.1 0.5 0.9 1.3 1.7 2.1 2.5 2.9 3.3 3.7

En la tercera etapa de la experimentación se tituló hidróxido de amonio (BD) con acido clorhídrico(AF), en la fase inicial en que solo hay hidróxido de amonio el pH estuvo en 10,61 ,su declive inicio con la primea adición de acido donde es muy notable que el pH fue disminuyendo al mismo nivel de las adiciones, llegando con muy poco volumen de acido al punto final, con tan solo 2,6 ml de acido clorhídrico el viraje del indicador fue notable, así mismo en el grafico de la derivada de acido fuerte(AF)- base débil (BD) se muestra el rango del punto final que va desde 2,2 hasta 2,5 y del mismo modo para la grafica de pH & volumen de acido fuerte ( titulación AF-BD), es decir el punto de equivalencia próximo al punto final estuvo en el volumen 2,4 ml de acido en el cual el pH tiene un valor mayor a 7 ( pH= 7,91) , este es sustentado por la disociación de la base además por que el hidróxido de amonio como se forma por la reacción de amónico mas agua en ocasiones no reacciona totalmente el amónico encontrándose en la solución con el producto y también de ahí su pH. En las tres etapas mostradas por el grafico de pH se ve en la etapa final un pH mas bajo que 2 es ahí donde hay mayor cantidad de acido, donde se ha sobrepasado el punto final, por el contrario en la etapa inicial donde hay mayor cantidad de iones hidroxilo el pH es mas alto y la segunda etapa donde se establece el equilibrio entre lo iones H+ y –OH es entre un pH 4 y 8. Grafica 4. Acido débil-Base débil

∆pH∕∆V

pH & VolumenCH3COOH(AD-BD) 12 10 8 6 4 2 0

8

pH

6 4 2 0 0.10.50.91.31.72.12.52.93.33.7

0

1

2 3 Volumen de CH3COOH

4

5

La ultima etapa de la experimentación se trabajó con acido acético e hidróxido de sodio un acido y una base débiles, la titulación tuvo 21 puntos de los cuales los 12 primeros son los encontrados entre el volumen o-2,2 ml, en esta etapa el pH fue disminuyendo muy poco pero en medida. Por medio de los ka y Kb se tiene una leve noción de cuan disociados están

o igualmente por sus pK, así se tiene que el pK para ambos es de 4,7 sin embargo cabe resaltar que las concentraciones hacen un papel incidente en este; de ahí que se neutralicen de manera que llegan tan preciso al pH 6,91(cuando se habían agregado 2,4 ml) cercano al punto de equivalencia teórico, por otro lado se tiene que el punto final se halla sobre un volumen de 2,2 a 2,8 ml y bajo la grafica de pH se muestra entre 2,5 y 2,6 ml, teóricamente hablando este punto final sería 2,6 ml. Esta titulación donde ni la base ni el acido están totalmente disociados muestra que cuando se reduce la disociación se genera es una disminución en el rango de equivalencia pues es tan tenue el punto donde vira el indicador que se tiende a mal interpretar y conducir así al sesgo, sin embargo al haber trabajo de manera lenta permitió que no se pasase de los puntos que se querían alcanzar. En tanto a las constante de basicidad se obtuvo un porcentaje de error de 2, es poco en realidad pues como anteriormente se menciono el hidróxido de amonio no esta totalmente disociado en el agua y por consiguiente se halla el amoniaco en agua, claro esta este esta en muy poca concentración, además este porcentaje se puede atribuir a la concentración del hidróxido que se vería afectada por esa por la presencia de amoniaco. Cuando el proceso de titulación se une, es decir poner en interacción los ácidos o bases fuertes y los débiles de manera aleatoria se observan tres comportamientos. El primero comportamiento es cuando se trabaja AF-BF donde al tener estos la misma capacidad para disociarse se supondría que se llegara al punto equivalente con pH 7 donde se neutralizarían por completo, es ahí donde se llegó a un pH de 6,51 por que no se llegó al pH esperado sencillamente porque para obtenerle primero se debió trabajar con el material previamente calibrado, con agua des-ionizada, con las concentraciones de acido y base iguales , es por eso que en el proceso fue apropiado y contundente pues los datos arrojados fueron los esperados, fueron precisos. Del mismo Al trabajar con AD-BD se halló una grafica de pH donde hubo un claro punto de equilibrio muy cercano al pH neutro, hay dos opciones para explicar este fenómeno el primero es que como los dos no se disocian lo suficiente estén rodeados por agua lo cual haría el pH cercano a 7, del mismo modo esta la opción de una posible neutralización de acuerdo a su similar pK. El segundo comportamiento cuando un acido o una base fuerte se unen con un acido o base débil el punto de equivalencia disminuye o aumenta y esto debido a la parcial disociación de los ácidos y bases débiles. El tercer y ultimo comportamiento es que cuando interaccionan una base débil y un acido fuerte el volumen adicionado en la titulación es poco así mismo para el caso contrario, en efecto poner en interacción ácidos y bases de manera aleatoria entre fuerte y débil, muestran el papel tan importante de una técnica como la titulación pues con ella se pudo comprobar las variaciones del punto de equivalencia y el final en tanto a la aleatoriedad sugerida en las anteriores líneas. CONCLUSIONES:  Con el proceso de titulación se determino que el punto de equivalencia y el final coinciden o residen sobre la línea de equivalencia( llamando línea de equivalencia al lapsus de puntos que datan un comportamiento de equivalencia entre iones hidronio e hidroxilo) donde por lo general el ultimo punto que la compone es el punto final, el punto de viraje del indicador

 Se encontró y comprobó que las curvas de titulación tiene tres fases una donde el pH va aumentando ( o disminuyendo en el caso de AF-BD y AD-BD) pero no es irrelevantemente , la segunda en que se forma una línea aparente donde se establece un equilibrio que tiende a estar alrededor de pH 7, y la final es cuando se llega a un pH máximo( o minimo si se trabaja claro)en el cual la cantidad de iones hidronio sobrepasan a los de hidroxilo.  Se debe elegir un indicador cuyo cambio de color ocurra lo más cerca posible del pH teórico del punto de equivalencia, para identificar correctamente el lugar donde la solución se neutraliza. BIBLIOGRAFIA:  FISICOQUIMICA VOLUMEN 1 Teoría. Margarita Canales. UNIVERSIDAD AUTONOMA DE MEXICO. 1999, pag: 166-168 (http://books.google.com.co/books?id=SLkD5UoWPaUC&pg=PA166&dq=TITULACION +ACIDO+BASE&hl=es&sa=X&ei=MufVT4GwLY6l6AH0hSsAw&ved=0CDMQ6AEwAA#v=onepage&q=TITULACION%20ACIDO%20BASE&f=false)  HARRIS, D.C. Análisis químico cuantitativo. México. Grupo Editorial Ibero América. 3a edición. 1992. p. 223-252  SKOOG, A. Química analítica. MC Graw Hill, Interamericana de México. 1995. P. 240-256