Informe titulación acido - base, práctica de laboratorio PDF

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Informe de titulación acorde a lo que se realizó dentro del horario de clase de la asignatura química general...

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“AÑO DEL BICENTENARIO DEL PERÚ: 200 AÑOS DE INDEPENDENCIA”

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA

FACULTAD DE CIENCIAS DEPARTAMENTO DE QUÍMICA TÍTULO DE LA PRACTICA: TITULACIÓN ACIDO - BASE CURSO: QUÍMICA GENERAL – LABORATORIO INTEGRANTES:

APELLIDOS Y NOMBRES

CÒDIGO

Casana Guerrero, Almendra Anthuanet

20210758

Diaz Quispe Adriana Alanis

20210763

Angelino Agon Carla Alexandra

20210855

Pumaylle Atahua Johana

20210712

Utani Silva Gonzalo Samuel

20210661

HORARIO DE LA PRÁCTICA: Jueves de 8-10 PROFESOR DE LA PRÁCTICA: Jacqueline Jannet Dioses Morales FECHA DE LA PRÁCTICA: 05/08/2021 FECHA DE ENTREGA DEL INFORME: 10/08/2021

I.

INTRODUCCIÓN:

La titulación es un método de análisis volumétrico el cual nos permite determinar el punto final de una reacción por consiguiente la cantidad exacta de un reactivo en el frasco de titulación o su concentración, también se utiliza para estandarizar una concentración de baja precisión de una disolución. Un ácido es una sustancia capaz de ionizarse, para ceder iones H+ y un base es una sustancia capaz de ionizarse, para ceder iones OH-. Un indicador acido base, es una sustancia colorida que en un valor de pH determinado, cambia súbitamente de color. Esta sustancia es un ácido o una base, y lo que sucede es que en su forma ácida tiene una estructura electrónica que le da un color característico; al perder un protón la base conjugada de indicador, puede adoptar una estructura electrónica, con un color totalmente distinto. Una reacción ácido – base termina cuando ocurre una completa neutralización. Se considera que una titulación ácido – base termina cuando el número de equivalentes del titulante ha neutralizado equivalentes de la solución valorada. En este punto llamado Punto de Equivalencia los moles de la base reaccionan completamente con los moles del ácido. Para realizar una titulación se debe conocer exactamente la concentración utilizada del agente titulante y para esto se hace una estandarización del titulante ya sea ácido o base. Esto se realiza en un proceso de valoración donde la cantidad de una sustancia en disolución se determina a partir de la cantidad consumida de un reactivo.

II.

OBJETIVOS: ● Desarrollar de forma teórica y aplicando el método volumétrico una valoración ácidobase mediante el uso de un indicador. ● Aprender a realizar titulaciones ácido-base. ● Aprender el manejo de indicadores ácido-base.

III.

MARCO TEÓRICO: Las reacciones entre ácidos y bases son fenómenos muy frecuentes en nuestra vida cotidiana, desde los procesos que ocurren en el organismo, hasta las aplicaciones industriales, medicinales y en el medio ambiente. En ese sentido, es de suma importancia el estudio de la valoración ácido-base, método de análisis que consiste en determinar la concentración de una solución ácida o básica con el uso de otra solución de concentración conocida e incluyendo la participación de un indicador que permite determinar cuantitativamente el punto de equivalencia. Ahora bien, los conceptos a conocer para el presente informe son:

● Teoría de Arrhenius: El ácido de Arrhenius es una sustancia que libera H + y la base es aquella que libera grupos OH-, teniendo en consideración dichas reacciones en un medio como el agua. ● Teoría de Bronsted: “Definimos un ácido de Bronsted como una sustancia capaz de donar un protón, y una base de Bronsted como una sustancia que puede aceptar un protón” (Chang y Goldsby, 2013, p. 660). Agregado a ello, cuando ambos compuestos interactúan, se conoce como par conjugado ácido-base. ● Titulante: Es la solución de concentración conocida, de la cual podemos determinar el volumen empleado que reacciona con el analito hasta lograr la estandarización. ● Analito: Es la solución analizada. ● Curva de titulación: “Describe gráficamente el cambio de pH en el transcurso de la titulación próximo al punto de equivalencia” (Casqui, 2018, p. 27), es así como cuando se da un cambio vertiginoso en la medida del pH acompañado del intervalo de viraje, se sabe que hemos llegado al punto estequiométrico de dicha reacción. ● Indicadores: Son compuestos ácidos o básicos débiles, que permiten conocer la llegada al punto de equivalencia de manera cualitativa, ello debido al cambio de color que se produce en la disolución; tal es el caso de la fenolftaleína, que en su forma acida se caracteriza por ser incoloro a diferencia de su forma básica que nos muestra un rosa grosella. ● Punto de equivalencia: Chang y Goldsby (2013) señalan que: “El número de moles de iones OH– añadidos a una disolución es igual al número de moles de iones H+ presentes inicialmente” (p. 732); es decir, se logra la neutralización de la disolución y una manera de determinar cuantitativamente ello es mediante el volumen de la base añadida al ácido que al llegar a su punto final presenta un viraje, tal como se observa en el paso 5 del simulador titulación ácido-base.

IV.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

V.

RESULTADOS:

TABLA 1: Estandarización previa de la disolución de NaOH (valorante). A

Masa molar del patrón primario ftalato ácido de potasio: C8H5KO4

B Peso de patrón primario ftalato ácido de potasio tomado, gramos, g C

204.22 g/mol 0.3712 0.001553

Número de moles de ftalato ácido de potasio que corresponde: (B/A) D

Factor estequiométrico de conversión de HKC8H4O4 a NaOH: a HKC8H4O4 + b NaOH c NaC 8H4KO4 + d H2O Observar reacción e indicar en qué relación están a y b Ejemplo: si están (1:1) o (1:2) o (2:1) o (2:2) etc.

E

Volumen de NaOH gastado (pasar de mL a litros, dividir entre 1000) 1000 mL …………………1 L

F

Según reacción en D a moles NaOH = b moles KHP M NaOH x Vgast.NaOH = # moles KHP M NaOH

G

=

C E

Molaridad estandarizada de NaOH mol/L

(resultado F con cuatro decimales)

TABLA 2: Determinación de ácido acético en el vinagre.

1:1

0.0143 L

0.108601 M NaOH

0.1086 mol/L

H I J K

L M N

Ñ O P

Volumen de vinagre original tomado, mL Volumen final de la dilución, mL Volumen de alícuota de dilución tomada para titular, mL Volumen de vinagre original que hay en la alícuota tomada, mL -Se tomó 10 mL de vinagre original y se diluyó hasta 100 mL de solución, de esta solución diluida se tomó 10 mL (alícuota) 10 mL vinagre original ………………….100 mL solución Vvinagre original en alícuota…………….. 10 mL solución (alícuota) Volumen de gasto de NaOH durante la titulación en mL (pasar este dato a litros). Molaridad inicialmente estandarizada de NaOH (cuatro decimales). moles de NaOH que corresponde: L x M moles NaOH= M NaOH x Vgast.NaOH Balancear ecuación y obtener: Moles de CH3COOH que corresponde por estequiometria: a CH3COOH + b NaOH c CH3COONa + d H2O Masa molar del CH3COOH, dato. Gramos de CH3COOH en la alícuota tomada que corresponde:

10ml 100ml 10ml 1 ml de vinagre original 0.008 L 0.1086 mol/L 0.0008688 mol 1mol 60,0 g/mol 0.052128 gr.

Q

a moles CH3COOH = b moles NaOH P/O = N Porcentaje de CH3COOH en el vinagre (p/v) encontrado por análisis (P/K) x100

5.21 %

TABLA 3: Juzgar o certificar el cumplimiento del requisito de concentración.

Q R

Porcentaje de CH3COOH en el vinagre (p/v) encontrado por análisis (P/K) x100 Porcentaje de vinagre declarado en la etiqueta del producto y es requisito

5.21 % 5,0%

Rango de concentración aceptable si la incertidumbre o error aleatorio que se tolera es ± 2% respecto al 5%. (Si 5 es el 100%, ¿2 cuánto será?) 3 % a

5% ± 2% S

T

Porcentaje de error del encontrado por análisis con respecto al requisito: (Q-R) x 100/R; mantener el signo;

7 %

% práctico−% teórico X 100 %teórico

4.2 %

¿Cuál es su conclusión? ¿Cumple o no cumple la muestra, en cuanto al requisito de concentración de acidez del vinagre si se tolera una incertidumbre del 1%? mantener el signo; si es negativo se dice “error por defecto” y si es positivo se dice “error por exceso”.

Error por exceso

TABLA 4: Resultados Simulación titulación ácido base. Nombre del ácido

àcido oxàlico

Volumen de ácido agregado (L) Indicador

0.020 L fenolftaleína

Concentración de la base NaOH (mol/L) Volumen de NaOH gastado en la titulación (L) Concentración de ácido calculada (mol/L)

0.2 M 0.008 L 0.7143 mol/L

TABLA 5: Resultados Simulación medición de pH. Tipo de muestra:

Saliva

Caso

Volumen (L)

pH

Caso 1

0.7 L

7.4

Caso 2

1L

7.31

Caso 3

0.5 L

7.31

VI.

DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS:

De acuerdo a los resultados obtenidos, se realizará la discusión respecto a la titulación ácido-base: En cuanto a la tabla 1 sobre la “estandarización previa de la disolución de NaOH” se puede observar que primero se halló la masa molar del ftalato de potasio C8H5KO4 , resultando 204.22 g/mol, para que después sea dividido entre la masa (gr.) tomada del mismo compuesto, permitiendo hallar así la cantidad de moles. Por otro lado, se realizó un balance estequiométrico entre el ftalato de potasio y el hidróxido de sodio, teniendo como relación 1:1 ; el volumen (L) de NaOH fue factor clave para hallar la molaridad del mismo NaOH mediante la división del #moles del ftalato de potasio entre el volumen gastado del hidróxido de sodio; teniendo la molaridad estandarizada de NaOH a un 0.1086 mol/L. Respecto a la tabla 2: “Determinación de ácido acético en el vinagre”, se anotó tanto la cantidad de volumen de vinagre original, volumen final de la disolución como volumen alícuota todo en unidades de “ml” respectivamente, con los tres datos mencionados se halló el volumen de vinagre en alícuota resultando 1 ml. Desde otro punto, #moles de NaOH fue el producto de la multiplicación del volumen gastado de NaOH con la molaridad estandarizada previa a la disolución. Después se balancea la ecuación estequiométrica del ácido acético CH 3COOH con el hidróxido de sodio, resultando un acetato de sodio CH3COONa más agua; de esta ecuación mencionada se halló las moles del ácido acético resultando 1 mol; para hallar los gramos de ácido acético alícuota se multiplicaron la masa molar del ácido acético con el hidróxido de sodio, obteniendo 0.052128 gr.adicionalmente, se calculó el porcentaje de ácido acético que es el resultado de la división de gramos del mismo compuesto entre el volumen (ml) de vinagre original por 100, resultando 5.21% de ácido acético en vinagre. Acorde a la tabla 3: “Juzgar o certificar el cumplimiento del requisito de concentración”, el porcentaje de vinagre en la etiqueta del producto toma como dato 5%, y con ello se calculó el rango de concentración siendo su error aleatorio ±2%; mientras que el porcentaje de error encontrado fue de 4.2%, siendo éste el resultado de la diferencia entre un valor aproximado (5.21%) y un valor exacto (5%); concluyendo que es un “error por exceso”, porque es positivo el requisito de concentración de acidez del vinagre hallado. Sobre los resultados hallados de la simulación titulación ácido-base que se aprecia en la tabla 4, se utilizó al ácido oxálico C2H2O4 con 0.020 L de volumen agregado; se puede inferir que la fenolftaleína es el indicador de pH,. La base fue el hidróxido de sodio, NaOH con una concentración de 0.2 M, y se gastó 0.008 L en la titulación; con los datos calculado y recopilados se procedió hallar la concentración del ácido oxálico, resultando 0.7143 mol/L; deduciendo que fue mayor que la concentración base de NaOH. Por último, concorde a la simulación del pH que se observa en la tabla 5 , se trabajó con saliva en 3 diferentes muestras a diferentes cantidades de volúmenes, infiriendo la variación de pH, ya que la saliva oscila con un rango de 6.5 y 7 pH, pero en los 3 diferentes casos el pH fue mayor que 7, deduciendo así que aún siendo neutro, se estaría inclinando al grupo alcalino con un mínimo rango hallado del muestreo.

VII.

CONCLUSIONES:

● Se aprendió a realizar titulaciones tipo ácido-base, a través del simulador de laboratorio que se realizó en grupo y tomando en cuenta los conceptos e indicaciones de la guía de práctica y con los conocimientos previos de lo que es una titulación, y de cómo manejar o trabajar con datos de laboratorio calculando así, tanto volumen y concentración de las sustancias que resultan de la disolución. ● Se pudo alcanzar el manejo de los indicadores ácido-base los cuales nos permiten determinar el pH de las sustancias que estamos utilizando y adquieren cierta tonalidad de acuerdo a la acidez o basicidad de la sustancia con la cual entra en contacto.

VIII.

BIBLIOGRAFÍA: ● Casqui, C. (2018). Análisis Volumétrico Ácido-Base (Monografía para licenciatura). Universidad Nacional de Educación Enrique Guzmán y Valle, Lima. Recuperado de: https://repositorio.une.edu.pe/bitstream/handle/UNE/4580/An%C3%A1lisis %20Volum%C3%A9trico%20%C3%81cido-Base.pdf?sequence=1&isAllowed=y ● Chang, R. y Goldsby, K. (2013). Química (11a Edición). México: Mc Graw-Hill....