Inf 3. Estandarización DE HCl Y Na OH PDF

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Estandarizacion de HCl y NaOH...

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INFORME DE LABORATORIO #3 ESTANDARIZACIÓN DE HCl Y NaOH Brando J. Almanza, Diana A. De La Hoz, Fabián A. Gutiérrez, Jessica A. Joya Facultad de ingeniería. Programa: Ingeniería Química Universidad Del Atlántico, 27 de abril del 2017 RESUMEN: En este laboratorio se buscó la valoración de unas soluciones que se prepararon anteriormente y se busca rectificar su concentración teórica. Para ello se toma una pequeña muestra de ellas y se titula con un reactivo conocido o estándar primario diluido con ayuda de un indicador. PALABRAS CLAVES:estandarización, indicador, titulación, volumetría.

1. INTRODUCCIÓN En química analítica una valoración o titulación consiste en la adición de un volumen medido de una solución de concentración exactamente conocida para que reaccione estequiométricamente con el analito hasta alcanzar el punto de equivalencia, el cual, es el punto de la titulación en que el número de equivalentes del titulante es igual al número de equivalentes de analito.[3] Para una valorización generalmente se usa la ayuda de un indicador, el cual generalmente son ácidos o bases débiles, las cuales viran de color al presentarse un cambio en el pH; Durante una valoración, que resulta adicionar fracciones de volúmenes de un reactivo sobre el otro, el punto final de la reacción o el volumen de equivalencia, se obtiene cuando el indicador adicionado cambia de color. [1][2]

estándar ideal para un método volumétrico debe:[3] 1. Ser lo suficientemente estable de tal manera que su concentración deba ser determinada una sola vez; 2. Reaccionar rápidamente con el analito de tal manera que el tiempo requerido entre las adiciones de reactivo sea mínimo; 3. Reaccionar de manera más o menos completa con el analito de modo que se obtengan puntos finales satisfactorios, y 4. Experimentar reacciones selectivas con el analito que puedan ser descritas por medio de ecuaciones balanceadas. En este laboratorio se tiene como objetivo valorar las soluciones que se prepararon anteriormente las cuales teóricamente presentan concentración 0.1N = 0.1M, además de adquirir habilidad en el manejo de la bureta para realizar titulaciones. 2. METODOLOGÍA

Las disoluciones estándar desempeñan una función central en todas las valoraciones. Porlo tanto, se debe considerar cuáles son las propiedades deseables para estas disoluciones,cómo se preparan y cómo se expresan sus concentraciones. La disolución

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Parte I estandarización de NaOH Se pesó 0.408 g aproximadamente de ftalato acido de potasio y se colocó respectivamente en los vasos de precipitados, se disolvió en 50mL de agua destilada aproximadamente, luego se agregó fenolftaleína (3 gota); Se

colocó la solución de sosa (HCl) a valorar en la bureta, se añadió la solución de sosa de mL en mL, se tituló hasta la aparición de un color rosa muy ligero y se anotó el volumen gastado; luego de esto, se repitió la operación 1 vez más y se anotó el volumen gastado al momento del vire del indicador con exactitud. Parte II: Estandarización de HCl Se pesarón 0.106 g de Na2CO3, se pesó rápido porque la sal se humedece inmediatamente. Se colocó la sal en un vaso de precipitados y se ajusta el volumen con agua a 50mL aproximadamente, luego se añadieron 3 gotas de anaranjado de metilo y se colocó la solución de HCl que se va a valorar en la bureta, se procedió a añadir de mL a mL la solución de carbonato yse anotó el volumen de titulante gastado hasta el momento en que el color de la solución cambió de amarillo a naranja tenue; se repitió la titulación 1 vez más y se detuvo al vire de color del indicador anotando los mL gastados con exactitud. 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Al haber finalizado la práctica se obtuvieron los siguientes resultados para la parte I y sus respectivos cálculos: Gramos mL gastados NaOH 0.4112 22,4 0.4062 22.2 Tabla 1: resultados de volumen gastado por los gramos de ftalato de ácido usado. NaOH + KHC8H4O4  KNaC8H4O4 + H2O Se calcula la concentración de NaOH, para ello:

0,4112 g ftalato 1 mol NaOH 1 x x 1mol ftalato 0,0224 L sln g 204 mol 2

0,0899 ≈ 0,09 M NaOH 0, 4062 g ftalato 2mol NaOH 1 =¿ x x 1 mol ftalato 0,022 2 g 204 mol

0,0897 ≈ 0,09 M NaOH Para la parte II los resultados y respectivos cálculos fueron los siguientes: Gramos mL gastados HCl 0.1143 21,2 0.1092 20,4 Tabla 2: resultados de volumen gastado por los gramos de Na2CO3 usado 2HCl + Na2CO3  2NaCl + H2CO3 Se calcula la concentración de HCL para ello:

0,1143 g Na2 CO3 2 mol HCl 1 =¿ x x 1 mol Na2 CO 3 0,0212 L sln g 106 mol 0,101 M HC l 0,1092 g Na2 CO 3 2 mol HCl 1 =¿ x x 1mol Na2 CO3 0,0204 L sln g 106 mol 0,1009 M HCl PREGUNTAS 1. ¿Por qué es necesario agregar previamente agua al matraz donde se prepara la solución de HCl? Para diluir correctamente HCl, es necesario adicionar previamente agua al matraz ya que de lo contrario puede desencadenarse una reacción muy violenta y puede salpicar el ácido, hay que tener en cuenta que el ácido siempre se le agrega al agua y nunca el agua

al acido, pero hay que tener cuidado de no sobre pasar la marca del aforo. 2. ¿Por qué es necesario hervir el agua para preparar la solución de NaOH? Para la preparación de la solución de NaOH, en un matraz aforado agregamos los 2 gramos de NaOH, y aforamos con agua destilada hervida, esto lo hacemos con el fin de evitar reacciones laterales, el agua al estar caliente favorece la solubilidad y no le da tiempo de reaccionar con el CO2 del oxigeno, produciendo Na2CO3, lo cual no estamos buscando. 3. ¿Por qué se pesa una pequeña cantidad extra de NaOH en la preparación de la solución de esta? Para poder preparar una solución de NaOH de una concentración dada, es necesario conocer el peso del NaOH que vamos a diluir, gracias a la balanza analítica podemos determinar con una precisión de + - 0,001 g el peso del soluto, y así disminuir el porcentaje de error de la solución. 4. ¿Cuál es la manera correcta de pipetear el acido? Primeramente antes de pipetear el ácido debemos tener en cuenta que la pipeta no debe introducirse directamente en el frasco que contenga dicho acido, ya que se puede contaminar. Para evitar esto adicionamos una pequeña cantidad de ácido a un beaker y medimos el volumen deseado. También debemos tener en cuenta que antes de medir la cantidad de ácido que vamos a usar, debemos lavar la pipeta con agua destilada y con el ácido que vamos a utilizar por lo menos 2 veces. Al medir la cantidad de ácido que vamos a adicionar debemos tener en cuenta el menisco, la pipeta debe estar a la altura del ojo. Después simplemente pasamos el volumen a la base donde se vaya a hacer la mezcla

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5. ¿Qué precauciones debes tener al manejar el acido y la sosa? Al manejar ácidos y sosas debemos tener en cuenta que ambas son sustancias corrosivas y por ende muy peligroso, producen irritaciones incluso quemaduras. Inclusive las quemaduras con sosas son más peligrosas que la de los ácidos, siempre deben manejarse con guantes y batas de mangas largas, en campanas de extracción por si estas desprenden gases, importante no lavaste con agua si estas sustancias llegan a caer en la piel, lo recomendable es acercarse a el encargado del laboratorio para que le indique que pasos seguir. 6. ¿Qué es un estándar primario? Un patrón primario también llamado estándar primario es una sustancia utilizada en química como referencia al momento de hacer una valoración o estandarización. Usualmente son sólidos que cumplen con las siguientes características:  Tienen composición conocida.  Deben tener elevada pureza.  Debe ser estable a temperatura ambiente.  Debe ser posible su secado en estufa.  No debe absorber gases. No debe reaccionar con los componentes del aire.  Debe reaccionar rápida y estequiométricamente con el titulante. Debe tener un peso equivalente grande 7. ¿Por qué es necesario secar el carbonato? Al momento de preparar una solución que se va a usar como patrón para titular necesita tener una concentración conocida.

Si no sabes la cantidad de agua que tiene, vas a pesar carbonato + agua y por lo tanto no sabes exactamente que masa es de carbonato y que masa es de agua. Para eliminar el agua el procedimiento normal es llevar a estufa a 120ºC durante un tiempo determinado. Luego se deja secar en un desecador con algún material higroscopico como ácido sulfúrico, cloruro de calcio, sulfato de magnesio o soda caustica. Finalmente el Na2CO3 se pesa y sabemos que tenemos un 100% de carbonato -en casos es necesario filtrar por la presencia de arena, o determinar si hay impurezas de bicarbonato o soda-, así que nuestra solución patrón es de concentración perfectamente conocida. 8. Buscar la fórmula del biftalato y sus constantes de acidez. Es una sal ligeramente acida y general mente se usa como sustancia patrón en la valoración acido base, su fórmula de molecular del biftalato de potasio es C8H5KO4 su constante de acidez es 5.4 pKa 9. ¿Por qué el biftalato se tiene que secar? El biftalato se debe secar para evitar algún tipo de interferencia liquida o de otro componente que pueda haber en él y así saber el valor exacto de él. Luego de secarlo se pesa para determinar la verdadera masa del biftalato. 10. ¿Por qué el volumen del agua que se añade a la sal es aproximado? El volumen de la solución estándar usada en la titulación no debe ser demasiado pequeño para que el resultado no se vea afectado por errores de lectura o goteo, a mayor volumen mayor claridad en los resultados, pues se identifica en menor tiempo y con más exactitud el viraje de la solución 11. Buscar las constantes de acidez del CO3 2-. La constante de acidez, o constante de ionización ácida, es una medida cuantitativa 4

de la fuerza de un ácido en disolución. Los carbonatos son las sales del ácido carbónico o ésteres con el grupo R-O-C(=O)-O-R'. Las sales tienen en común el anión CO32- y se derivan del ácido carbónico H2CO3. Según el pH (la acidez de la disolución) están en equilibrio químico con el bicarbonato y el dióxido de carbono. La acidez del H2CO3 es 6,352 pKa. 12. ¿Cómo funciona el anaranjado de metilo? Anaranjado de metilo: sustancia indicadora del pH de una sustancia que cambia de color que puede ir desde un rojo oscuro hasta un naranja claro para indicar el pH de la sustancia a probar. Naranja de metilo es un colorante azoderivado, con cambio de color de rojo a naranja-amarillo entre pH 3,1 y 4,4. El nombre del compuesto químico del indicador es sal sódica de ácido sulfónico de 4-Dimetilaminoazobenceno.Por lo tanto, permite determinar la formación de ácidos que se producen durante la fermentación de un carbohidrato. 13. ¿Cuál es la fórmula del anaranjado de metilo de la fenolftaleína? En cada caso busca en que rango de pH cambian de color y cuáles son los colores en cada uno de ellos. El naranja de metilo también conocido como sal de sodio, es un indicador acido base de formula química C14H14N3NaO3S el intervalo de transición visual de pH es 3.2 (rosado a rojo) - pH: 4.4 (amarillo) 7.0 (solución acuosa al 1% a 25°C). La fenolftaleína de fórmula (C20H14O4) es un indicador de pH que en disoluciones ácidas permanece incoloro, pero en presencia de disoluciones básicas toma un color rosado con un punto de viraje entre pH=8,0 (incoloro) a pH=9,8 (magenta o rosado). Sin embargo en pH extremos (muy ácidos o básicos) presenta otros virajes de coloración; en la cual la fenolftaleína en disoluciones fuertemente básicas se torna incolora, mientras que en disoluciones fuertemente ácidas se torna naranja

14. Reporta tus resultados a. La N de HCl promedio: Normalidad es una medida de concentración de un compuesto, en este caso al HCl, se define por el número de equivalentes por Litro de solución. El HCl tiene sólo 1 equivalente así que sólo por eso la Normalidad es igual a la Molaridad en el HCl. En promedio el ácido clorhídrico viene a 12 N, ácido concentrado. b. % de error c. La concentración normal promedio de NaOH La concentración de dichas soluciones puede determinarse por medio de titulaciones o valoraciones de neutralización. La concentración normal de NaOH es de 0.1. La titulación o valoración es la operación básica de la volumetría, mediante la cual se agrega solución patrón o un peso exacto de reactivo puro disuelto a la muestra que se analiza, hasta que se completa la reacción. d. % de error 4. CONCLUSIONES se pudo 5. BIBLIOGRAFIA [1] F. AGUDELO A. y J. RIOS M. Laboratorio de Química General. Fundación Multitaller. Universidad del Valle. Cali. [2] V. TORRES y J. RODRÍGUEZ. Manual de Laboratorio QUÍMICA GENERAL. Librería Nacional, Mayagüez, 1994. [3] D.A.SKOOG, D.M.WEST and F.J.HOLLER. Valoraciones en Química Analítica. FUNDAMENTOS DE QUIMICA ANALITICA. Novena edición. CengageLearning, 2015. Pags (302- 347). [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11]...