Informe 2 - Practica 2 - Titulación Potenciométrica QUÍMICA INSTRUMENTAL PDF

Preview

Summary

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICALABORATORIO DE ANÁLISIS INSTRUMENTALPRACTICA 2 - TITULACIÓNPOTENCIOMETRICAINTEGRANTES:ALBUJA DAYANNACÓRDOVA BRITHANYESTRELLA CHRISTIANVÉLEZ LUISTIRADO ALAINPARALELO:IQ2-PTUTOR:Diego FloresAYUDANTE:José OrozcoFECHA DE ENTREGA:22/07/FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICALABORATOR...

Description

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA LABORATORIO DE ANÁLISIS INSTRUMENTAL

PRACTICA 2 - TITULACIÓN POTENCIOMETRICA

INTEGRANTES: ALBUJA DAYANNA CÓRDOVA BRITHANY ESTRELLA CHRISTIAN VÉLEZ LUIS TIRADO ALAIN

PARALELO: IQ2-P1

TUTOR: Diego Flores AYUDANTE: José Orozco

FECHA DE ENTREGA: 22/07/2021

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA LABORATORIO DE ANÁLISIS INSTRUMENTAL

Resumen

Determinación de la concentración de hidróxido de sodio mediante titulación

con

un

indicador

y

titulación

potenciométrica,

representación gráfica e identificación de las ventajas de la misma. Se elaboró dos soluciones una básica y otra ácida para luego aforarlas, posterior a esto se introdujo el electrodo en el material volumétrico y se realizó la titulación descargando el ácido en dicho recipiente lentamente. Se obtuvo los volúmenes de ácido consumidos en la titulación además del potencial hidrógeno correspondiente a dichos volúmenes para los posteriores cálculos de la primera, segunda derivada y volumen de equivalencia, datos necesarios para desarrollar las curvas de titulación. Se observó que las curvas de titulación se emplean para representar de forma rápida, concluyente el curso de una valoración. PALABRAS CLAVE: TITULACIÓN_POTENCIOMÉTRICA/ELECTRODO/POTENCIA L_HIDRÓGENO/CURVA_DE_TITULACIÓN

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA LABORATORIO DE ANÁLISIS INSTRUMENTAL PRACTICA N° 2 TITULACIÓN POTENCIOMÉTRICA 1. OBJETIVOS 1.1. Determinar la concentración de hidróxido de sodio mediante titulación con un indicador y titulación potenciometría 1.2. Representar gráficamente la curva de titulación potenciométrica del hidróxido de sodio 1.3. Identificar las ventajas que presenta el uso de la titulación potenciométrica 2. TEORÍA 2.1. Titulación potenciométrica La titulación potenciométrica se realiza cuando no es posible la detección del punto final de una valoración empleando un indicador visual. Se considera uno de los métodos más exactos, porque el potencial sigue el cambio real de la actividad y, el punto final coincide directamente con el punto de equivalencia. (Mendoza, 2007). El método de titulación potenciométrica consiste en medir el potencial (voltaje) en una solución por medio de un electrodo como función de volumen de agente titulante. El potencial que se mide se puede transformar a unidades de concentración de una especie en solución. (Oyola, 2019) 3. PARTE EXPERIMENTAL 3.1. Material y Equipo 

Potenciómetro

R:(2 - 16) [pH]

A: ±(1) [pH]



Bureta

R:(0 - 50) [mL]

A: ±(0,10) [mL]



Vaso de precipitación

R:(0 - 250) [mL]

A: ±(25) [mL]



Pipeta aforada

R:(0 - 25) [mL]

A: ±(0,03) [mL]



Balones aforados

R:(0 - 100) [mL]

A: ±(100) [mL]



Balanza analítica

R:(0 - 850) [g]

A: ±(0,1) [mg]



Vidrio Reloj

R:---------------

A: -------------

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA LABORATORIO DE ANÁLISIS INSTRUMENTAL 

Pera de succión

R:---------------

A: -------------

3.2. Sustancias y Reactivos 

Hidróxido de Sodio



Ácido clorhídrico



Agua destilada

NaOH (ac) 0,1 M

HCl (ac) H2O (l)

3.3. Procedimiento 3.3.1. Preparación de la solución de hidróxido de sodio 

Colocar un vidrio reloj en la balanza analítica, encerar, y pesar 2g de lejía



Colocar la lejía en un matraz, añadir aproximadamente 100 mL de agua y agitar



Colocar la solución en un balón de 500 mL, y aforarlo con agua destilada

3.3.2. Preparación de la solución de ácido clorhídrico 0.1 N 

Colocar 1.63 mL de HCl en un balón aforado con aproximadamente 100 mL de agua y agitar



Aforar el balón hasta 500 mL

3.3.3. Titulación potenciométrica 

Colocar 20 mL de la solución de un matraz



Llenar la bureta con ácido clorhídrico 0,1M



Introducir el electrodo del potenciómetro en el matraz



Realizar la titulación, descargando el ácido clorhídrico en el matraz lentamente.



Registrar el valor del pH cada vez que se añada un volumen determinado de ácido clorhídrico

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA LABORATORIO DE ANÁLISIS INSTRUMENTAL 3.4. Representación gráfica del procedimiento 3.4.1. Preparación de la solución de hidróxido de sodio 1

2 Colocar un vidrio reloj en la balanza

Colocar la lejía en un matraz, añadir

analítica, encerar, y pesar 2g de lejía.

aproximadamente 100 mL de agua y agitar.

3

Colocar la solución en un balón de 500 mL y aforarlo con agua destilada.

3.4.2. Preparación de la solución de ácido clorhídrico 0.1 N 1

Colocar 1.63 mL de HCl en un balón aforado con aproximadamente 100 mL de agua y agitar

2

Aforar el balón hasta 500 mL

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA LABORATORIO DE ANÁLISIS INSTRUMENTAL 3.4.3. Titulación potenciométrica 1

Colocar 20 mL de la solución de un matraz. un matraz

2

un matraz

3

Introducir el electrodo potenciómetro en el matraz

del 4

Llenar la bureta con ácido clorhídrico 0,1M

Realizar la titulación, descargando el ácido clorhídrico en el matraz

lentamente

5

Registrar el valor del pH cada vez que se añada un volumen determinado de ácido clorhídrico

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA LABORATORIO DE ANÁLISIS INSTRUMENTAL

4. DATOS 4.1. Datos Experimentales VmuestraNaOH=20 mL Tabla 1. Volumen de HCl consumido en la titulación del NaOH Potenciometría V (Ml de HCl)

pH

0

12.21

5

12.16

8

12.09

10

12.02

12

11.96

14

11.88

16

11.77

18

11.64

20

11.46

21

11.31

22

11.14

23

10.87

24

10.41

25

9.80

26

8.41

27

5.70

28

3.20

29

2.80

30

2.60

Fuente: Laboratorio de Análisis Instrumental, Grupo 7. Universidad Central Ecuador. (2021).

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA LABORATORIO DE ANÁLISIS INSTRUMENTAL 5. CÁLCULOS 5.1. Cálculos para la titulación potenciométrica del NaOH 5.1.1. Cálculo de la primera derivada 𝑑𝑝𝐻𝑖 𝑑𝑉𝑖

=

𝑝𝐻𝑖 − 𝑝𝐻𝑖−1

(1)

𝑉𝑖 −𝑉𝑖−1

5.1.2. Cálculo de la segunda derivada 𝑑2 𝑝𝐻𝑖 𝑑𝑉𝑖 2

𝑑

= 𝑑𝑉 (

𝑑𝑝𝐻𝑖 𝑑𝑉𝑖

)=

(𝑝𝐻𝑖 )′−(𝑝𝐻𝑖−1)′

(2)

𝑉𝑖 −𝑉𝑖−1

5.1.3. Cálculo del volumen de equivalencia 𝑉𝑒 = (𝑉𝑢 − 𝑉𝑏) + ∆𝑉

∆𝑝𝐻"𝑝

(3)

∆𝑝𝐻"𝑝−∆𝑝𝐻"𝑛

5.1.4. Cálculo de la concentración de NaOH 𝑚 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 = 𝑉𝑒 ∗ 0,1 𝑀 𝐶=

(4)

𝑚𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠∗

(𝟓)

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 [𝑚𝐿]

5.1.5. LINK DEL EXCEL CON LOS CALCULOS https://uceedumy.sharepoint.com/:x:/g/personal/lrvelez_uce_edu_ec/EbMFEX_HzpFNhBWwyoz6 ZI4BOk6icZRZkbtnPdxdleZPwg?e=GwMeda

6. RESULTADOS Tabla 2. Derivadas del pH en función del volumen titulante para la titulación

potenciométrica del NaOH. V(mL)

pH

dpH/dV

d2pH/dV2

0

12,21

--

--

5

12,16

-0,010

--

8

12,09

-0,023

-0,004444444

10

12,02

-0,035

-0,005833333

12

11,96

-0,030

0,00250

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA LABORATORIO DE ANÁLISIS INSTRUMENTAL 14

11,88

-0,040

-0,00500

16

11,77

-0,055

-0,00750

18

11,64

-0,065

-0,00500

20

11,46

-0,090

-0,01250

21

11,31

-0,150

-0,06000

22

11,14

-0,170

-0,02000

23

10,87

-0,270

-0,10000

24

10,41

-0,460

-0,19000

25

9,8

-0,610

-0,15000

26

8,41

-1,390

-0,78000

27

5,7

-2,710

-1,32000

28

3,2

-2,500

0,21000

29

2,8

-0,400

2,10000

30

2,6

-0,200

0,20000

Fuente: Laboratorio de Análisis Instrumental, Grupo 7. Universidad Central Ecuador. (2021). Tabla 3. Concentraciones de las soluciones Sustancia

Técnica

NaOH

Potenciometría

Ve (mL)

C (M)

27,8627451 0,139313725

Fuente: Laboratorio de Análisis Instrumental, Grupo 7. Universidad Central Ecuador. (2021). 7. CONCLUSIONES 7.1. Se demuestra una mayor efectividad para la determinación del pH de una solución con concentración desconocida en el caso de usar una titulación potenciométrica ante la titulación volumétrica, ya que presenta menor error porque se usa un equipo especial (potenciómetro).

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA LABORATORIO DE ANÁLISIS INSTRUMENTAL 7.2. En base a los resultados presentes en la tabla 3, se observa que el punto de equivalencia se encuentra entre 27,86 mL, en este punto nos indica que tras añadir esta cantidad de volumen se ha consumido todos los reactivos y solamente nos queda productos, su pH llega al valor de 7. 7.3. De acuerdo a las gráficas presentes en los anexos sobre la curva de titulación, se puede determinar en la gráfica pH/dV que su punto de inflexión nos permite conocer el valor del volumen específico para esta titulación siendo el valor del eje de las abscisas el correspondiente.

8. ANEXOS 8.1. Diagrama del Equipo (Ver Anexo 1) 8.2. Curvas de titulación potenciométrica del NaOH (Ver Anexo 2) 9. BIBLIOGRAFÍA Mendoza L. (2007). Introducción al Análisis Químico Manual de Prácticas. Escuela de Ingeniería Industrial. Universidad Católica Andrés Bello, Guayana Oyola, R. (2019). Titulación Potenciométrica. Departamento de Química, Universidad de Puerto Rico-Humacao. Puerto Rico.

8. ANEXOS 8.1 Diagrama del Equipo ANEXO 1 Figura 8.1.1 Diagrama del Equipo

Bureta Balanza

Balón

Pipeta aforada

Potenciómetro

Vaso de precipitación

Fuente: Laboratorio de Análisis Instrumental, Grupo 7, Universidad Central del Ecuador, 2021

Dib: Rev: Esc.

Nombre: Grupo 7 José Orozco

Fecha: 19/07/2021 21/07/2021

Universidad Central del Ecuador Facultad de Ingeniería Química Análisis Instrumental

VERIFICACIÓN DE LA BALANZA

1

8. ANEXOS 8.2 Curvas de titulación potenciométrica del NaOH ANEXO 2 Figura 8.2.1 Curvas de titulación potenciométrica del NaOH

Fuente: Laboratorio de Análisis Instrumental, Grupo 7, Universidad Central del Ecuador, 2021 Dib: Rev: Esc.

Nombre: Grupo 7 José Orozco

Fecha: 19/07/2021 21/07/2021

Universidad Central del Ecuador Facultad de Ingeniería Química Análisis Instrumental

VERIFICACIÓN DE LA BALANZA

1...