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• andres volveras osejo

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TRABAJO PRÁCTICO: TITULACIONES POTENCIOMÉTRICAS Introducción El principal objetivo de una titulación potenciométrica es la localización precisa del punto de equivalencia para poder determinar, en función del volumen consumido, la concentración de la especie titulada. Para ello, se mide el cambio de FEM o pH de una celda (donde uno de los electrodos es el indicador y otro de referencia) ante cada agregado de valorante. Se registran estos datos en un gráfico adecuado y a partir del mismo se determina el punto de equivalencia. Objetivos –

Aplicar los fundamentos teóricos de las titulaciones potenciométricas ácido-base para determinar la acidez total de un vinagre comercial. – Aplicar los métodos gráficos para determinar el punto de equivalencia. Materiales – – – – – – – –

Potenciómetro Electrodo combinado de membrana de vidrio sensible a la actividad de H+ Agitador magnético Bureta de 25,00 mL Pipetas aforadas 2,00 mL Vasos de pp de 250 mL Solución de NaOH 0.08326 M Muestras de vinagre de manzana (4 % P/V)

Procedimiento Calcular que cantidad de vinagre de manzana tomar y colocarlo en el vaso de pp, agregar agua en cantidad suficiente como para sumergir el puente salino del electrodo y titular con NaOH (previamente normalizado) con bureta de 25,00 mL. Elegir los volúmenes agregados de titulante de manera adecuada. Realizar la titulación. Realizar el cálculo de concentración, a partir de los datos obtenidos de los métodos gráficos calcular el volumen del punto final. Informar la acidez del vinagre de manzana, en % P/V de AcH.

Importante: Los electrodos de membrana de vidrio son frágiles y deben ser manipulados con cuidado. Cuando sea necesario secarlos, utilizar un papel absorbente suave. Al terminar el trabajo experimental se deben enjuagar con abundante agua destilada vertida desde una piseta y dejar sumergidos en solución de KCl (solución de almacenamiento). Medidas generales de higiene y seguridad en el laboratorio Conocer la ubicación de los elementos de seguridad No usar accesorios colgantes No comer ni beber en el laboratorio Usar el cabello recogido Utilizar guardapolvo abrochado Conservar las mesadas despejadas, libre de objetos personales. Mantener el orden y la limpieza del lugar

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Fundamento teórico de los métodos gráficos para la determinación del punto final Método directo, de la primera derivada y de la segunda derivada Ejemplo propuesto: titulación potenciométrica de 20,00 mL de una solución de Fe2+ con solución de Ce4+ 0,1095 M. La celda está compuesta por un electrodo de Pt, como electrodo indicador y un electrodo de Calomel saturado como electrodo de referencia. Para calcular la primera y segunda derivada se aplica:

E  Ei 1 E / V = i Vi  Vi 1 V' =

 E / V = 2

Vi + Vi-1 2

2

 ( VE )

V" =

V '

E

=

E

( V ) i  ( V ) i 1 V ' i V ' i 1

V' i + V' i-1 2

Resultados obtenidos: V Ce4+ (mL)

E (mV)

E / V

V'(mL)

2E / V2

V" (mL)

1.00 5.00 10.00 15.00 20.00 21.00 22.00 22.50 22.60 22.70 22.80 22.90 23.00 23.10 23.20 23.30 23.40 23.50 24.00 26.00 30.00

373 394 417 440 464 470 476 480 486 496 508 524 544 574 815 870 899 913 941 1022 1080

5.25 4.6 4.6 4.8 6 6 8 60 100 120 160 200 300 2410 550 290 140 56 40.5 14.5

3.00 7.50 12.50 17.50 20.50 21.50 22.25 22.55 22.65 22.75 22.85 22.95 23.05 23.15 23.25 23.35 23.45 23.75 25.00 28.00

-0.1 0 0.04 0.4 1.6 0 1.6 173 400 200 400 1000 21100 -18600 -2600 -1500 -280 -12.4 -8.7

5.25 10.00 15.00 19.00 21.00 21.90 22.40 22.60 22.70 22.80 22.90 23.00 23.10 23.20 23.30 23.40 23.60 24.50 26.50

2

gráfica de la 1ra derivada

4+

gráfica E vs. ml Ce

3000

1200

2500 1000

2000

mV

E / V

800

600

1500

1000

500

400

0 20

25

Vol Ce

30

21

22

23

24

4+

V'

gráfica de la 2da derivada

20000

2

10000

0

2

15

 E / V

10

-10000

-20000 21

22

23

24 v"

3

25

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27

25

26

27

Método de Gran La determinación del punto de equivalencia por el método de Gran se basa en la utilización de una función que se hace cero en el punto de equivalencia. La deducción de esta función para el caso en estudio es la siguiente: ➢ Ácido débil-base fuerte (1)

H  Ac-

AcH

Ka = [H]H [Ac-]Ac-/[AcH]AcH

En cualquier punto situado entre el inicio de la titulación y el punto de equivalencia se da que: (2) [Ac-]

(3)

=

[AcH]

moles de OH- agregados volumen total =

Vb Fb Vb  Va

=

moles iniciales de AcH – moles de OH- agregados volumen total

=

VaFa -VbFb Va  Vb

donde Va y Vb son volúmenes de ácido y base respectivamente y Fa y Fb las concentraciones formales de los mismos. Substituyendo en (1) los valores de [Ac-] y [AcH] obtenidos en (2) y (3) queda: Ka = [H]H VbFbAc(VaFa - VbFb) AcH

(4)

Reordenando: (5)

Vb [H]H = AcH Ac-

Ka (VaFa – VbFb) Fb

Teniendo en cuenta que: (6)

[H]H = 10-pH y (VaFa – VbFb)/Fb = (VaFa/Fb) – Vb = Ve – Vb

donde Ve es el volumen del punto de equivalencia, podemos reescribir la ecuación (5) de la siguiente manera: (7)

Vb 10-pH = AcH Ka Ve – AcH Ka Vb AcAc-

Al graficar Vb 10-pH vs. Vb se obtiene la gráfica de Gran. Si AcH/Ac- es constante a lo largo de toda la titulación se obtiene una recta con pendiente –Ka AcH/Ac- y cuya abscisa al origen es Ve.

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