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Instituto Politécnico NacionalEscuela Superior de Ingeniería Química eIndustrias ExtractivasDepartamento de Formación BásicaAcademia de QuímicaLaboratorio de Química de SolucionesReporte de la sesión experimental N° 10“Hidrólisis de sales y efecto de ión común”Integrantes:Grupo:1IMCiclo escolar:20 –...

Description

Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas Departamento de Formación Básica Academia de Química Laboratorio de Química de Soluciones

Reporte de la sesión experimental N° 10 “Hidrólisis de sales y efecto de ión común”

Integrantes:

Grupo: 1IM20 Ciclo escolar: 20 – 2 Nombre del docente: Rosa del Carmen López Francisco

Fecha de entrega:30/06/2020

REPORTE DE LA SESIÓN EXPERIMENTAL N° 10: HIDRÓLISIS DE SALES y EFECTO DE IÓN COMÚN

Introducción

Presenta una descripción breve y correcta de los temas a tratar, el o los experimentos a realizar y lo que se pretende probar.

Listado de materiales y reactivos Instrucciones: Lee el guión de la sesión experimental N° 10 y registra los materiales y reactivos enunciados en el mismo, en la siguiente tabla: Listado de materiales

Reactivos

Papel tornasol litmus azul y rojo Potenciómetro Vaso de precipitado Varilla de vidrio

NH4Cl CH3COONa NH4OH CH3COOH NaOH HCl

Actividades en el laboratorio 1. Verifica de manera experimental el carácter ácido/base de cada una de las soluciones salinas goteando en un pedazo de papel tornasol Litmus azul y rojo.

NH4Cl

CH3COON a

2. Con ayuda del potenciómetro se registraron los valores de pH de cada una de las sustancias empleadas durante la sesión experimental. (Este paso no viene indicado en el guión de la sesión experimental).

Elaboró: Rosa del Carmen López Francisco

2

REPORTE DE LA SESIÓN EXPERIMENTAL N° 10: HIDRÓLISIS DE SALES y EFECTO DE IÓN COMÚN

3. En la tabla N° 1 registra el carácter ácido / base teórico y experimental de las soluciones salinas; en observaciones registra los cambios percibidos en el papel Litmus de ambas soluciones salinas. Tabla N° 1. Registro del carácter ácido / base teórico y experimental de las soluciones salinas. Carácter ácido / base

Solución salina

Teórico

Experimental

CH₃COONa acetato de sodio

Base

Base

NH₄Cl cloruro de amonio Observaciones

Acido

Acido

Para el acetato de sodio usamos papel tornasol rojo esto indica que de su color original se tornara azul , su pH fue de 7.13 esto nos indico que es una base. Para el cloruro de amonio se uso el papel tornasol azul y su pH fue de 6.15 y se trono a color rojo dejándonos claro que es un acido

Se disocian las soluciones salinas para después hidratarlas con H2O en seguida se realizan los cálculos necesarios para la obtención del pOH y en base con el dato obtenido encontramos el pH

4. Mide 10 mL de muestra de solución de ácido acético 0.1N y adiciona 10 mL de solución de acetato de sodio 0.1N.

5. Mide 10 mL de muestra de solución de hidróxido de amonio 0.1N y adiciona 10 mL de solución de cloruro de amonio 0.1N.

Elaboró: Rosa del Carmen López Francisco

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REPORTE DE LA SESIÓN EXPERIMENTAL N° 10: HIDRÓLISIS DE SALES y EFECTO DE IÓN COMÚN

6. Para los equipos de trabajo 1, 3 y 5, mediante el uso de un potenciómetro medir el pH de una muestra de 10 mL de la solución buffer constituida por ácido acético 0.05N y acetato de sodio 0.05N (preparada en el paso 3), colocada en un vaso de precipitados de 20 mL. 7. Para los equipos de trabajo 2, 4 y 6, mediante el uso de un potenciómetro medir el pH de una muestra de 10 mL de la solución buffer constituida por hidróxido de amonio 0.05N y cloruro de amonio 0.05N (preparada en el paso 4), colocada en un vaso de precipitados de 20 mL.

8. Divide la solución buffer en 2 vasos, etiquétalos como A y B.

9. Al primer vaso de la solución ácida, agrégale 1mL de solución de NaOH 0.1N y al segundo vaso de la solución ácida agrégale 1mL de solución de HCl 0.1N, agita perfectamente ambas soluciones para llevar acabo la reacción completa.

Elaboró: Rosa del Carmen López Francisco

4

REPORTE DE LA SESIÓN EXPERIMENTAL N° 10: HIDRÓLISIS DE SALES y EFECTO DE IÓN COMÚN

10. Con ayuda del potenciómetro, mide el pH en cada uno de los vasos de la solución ácida una vez agregado la solución de NaOH 0.1N y la solución HCl 0.1N. Registra los resultados en la tabla N° 1.

11. Para observar la pérdida del carácter amortiguador, adiciona otros 4 mL de la solución 0.1N de NaOH y mide el pH al término de la reacción en el vaso “A”, realiza otras tres lecturas al agregar 3mL de HCl en el vaso “B”. Registra los resultados en la tabla N° 2. Tabla N° 2. Resultados obtenidos para la solución reguladora ácida SOLUCIÓN REGULADORA ÁCIDA CH₃COOH / CH₃COONa

pH = 4.41

Adición NaOH 0.1N Volumen adicionado (mL) 0 1 1 1 1 1

Adición HCl 0.1N

pH pH Volumen pH experimental calculado adicionado (mL) experimental 4.41* 4.65* 4.80* 5.12* 5.56* 10.56*

4.75 4.84 4.93 5.02 5.12 5.23

Elaboró: Rosa del Carmen López Francisco

0 1 1 1 1

4.41* 4.18* 3.80* 3.20* 2.21*

pH calculado 4.75 4.66 4.58 4.48 4.38 5

REPORTE DE LA SESIÓN EXPERIMENTAL N° 10: HIDRÓLISIS DE SALES y EFECTO DE IÓN COMÚN *Datos obtenidos experimentalmente en el ciclo 20 – 1.

Cálculos Para 0

+¿ CH 3 COOH + H 2 O →CH 3 COO + H 3 O ¿ CH 3 COONa + H 2 O→ CH 3 COOH + NaOH

[ H 3 O ]=Ka

(

)

0.1 M Macido =1.75E−5 =1.75 x 1 0−5 Msal 0.1 M

pH=− log [ ¨ H 3 O ]=−log ( 1.75 x 1 0−5 )=4.7 5 

Al agregar 1 mL de HCl a) Adicionar a 10 mL de solución reguladora ácida, 1 mL de HCl 0.1 N

CH 3 COO+ H 2 O→C H 3 COOH+ OH

-

CH 3 COONa + H2 O→C H 3 COOH+NaOH +

-

HCl+ H 2 O→ H3 O + Cl

CH 3 COO+ H 3 O + →CH 3 COOH+ H2 O b) Balance de equivalentes

Antes

Después

(

)

me qfinales ácido =1 meq+0.1 meq=1.1 meq

me q iniciales ácido =VN=10 mL 0.1 meq =1meq mL

(

meq =1meq mL

(

meq =0.1meq mL

me q iniciales sal =VN=10 mL 0.1

me q base agregado =VN=1 mL 0.1

)

me qfinales sal =1 meq-0.1 meq=0.9 meq

)

c) Determinación del pH de la solución reguladora ácida una vez agregado 1 mL de NaOH 0.1N +

[H3 O ]=K a ∙

me q finales ácido me q finales sal

=1.75x10

Elaboró: Rosa del Carmen López Francisco

-5

meq =2.1388x1 0 ( 1.1 0.9 meq )

-5

6

REPORTE DE LA SESIÓN EXPERIMENTAL N° 10: HIDRÓLISIS DE SALES y EFECTO DE IÓN COMÚN pH=- log [H3 O + ]=- log ( 2.1388x10-5 )= 4.66 

Al agregar 2 mL de HCl a) Adicionar a 10 mL de solución reguladora ácida, 2 mL de HCl 0.1 N

CH 3 COO+ H 2 O→C H 3 COOH+ OH

-

CH 3 COONa + H2 O→C H 3 COOH+NaOH +

-

HCl+ H 2 O→ H3 O + Cl

CH 3 COO+ H 3 O + →CH 3 COOH+ H2 O b) Balance de equivalentes

Antes

Después

(

)

me qfinales ácido =1 meq+0.2 meq=1.2 meq

me q iniciales ácido =VN=10 mL 0.1 meq =1meq mL

(

meq =1meq mL

(

meq =0.2meq mL

me q iniciales sal =VN=10 mL 0.1

me q base agregado =VN=2 mL 0.1

)

me qfinales sal =1 meq-0.2 meq=0.8 meq

)

c) Determinación del pH de la solución reguladora ácida una vez agregado 2 mL de NaOH 0.1N +

[H3 O ]=K a ∙

me q finales ácido me q finales sal

=1.75x10

-5

meq =2.625x1 0 ( 1.2 0.8 meq )

-5

pH=- log [H3 O + ]=- log ( 2.625x10-5) = 4.58 

Al agregar 3 mL de HCl a) Adicionar a 10 mL de solución reguladora ácida, 3 mL de HCl 0.1 N

CH 3 COO+ H 2 O→C H 3 COOH+ OH

-

CH 3 COONa + H2 O→C H 3 COOH+NaOH +

-

HCl+ H 2 O→ H3 O + Cl

Elaboró: Rosa del Carmen López Francisco

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REPORTE DE LA SESIÓN EXPERIMENTAL N° 10: HIDRÓLISIS DE SALES y EFECTO DE IÓN COMÚN CH 3 COO+ H 3 O + →CH 3 COOH+ H2 O

b) Balance de equivalentes

Antes

Después

(

me q iniciales ácido =VN=10 mL 0.1

)

me qfinales ácido =1 meq+0.3 meq=1.3 meq

meq =1meq mL

(

)

me qfinales sal =1 meq-0.3 meq=0.7 meq

me q iniciales sal =VN=10 mL 0.1 meq =1meq mL

(

me q base agregado =VN=3 mL 0.1

)

meq =0.3meq mL

c) Determinación del pH de la solución reguladora ácida una vez agregado 2 mL de NaOH 0.1N +

[H3 O ]=K a ∙

(

)

me q finales ácido -5 1.3 meq -5 =1.75x10 =3.25x1 0 me q finales sal 0.7 meq

pH=- log [H3 O + ]=- log ( 3.25x1 0-5) = 4.48 

Al agregar 4 mL de HCl a) Adicionar a 10 mL de solución reguladora ácida, 4 mL de HCl 0.1 N

CH 3 COO+ H 2 O→C H 3 COOH+ OH

-

CH 3 COONa + H2 O→C H 3 COOH+NaOH +

-

HCl+ H 2 O→ H3 O + Cl +

CH 3 COO+ H 3 O →CH 3 COOH+ H2 O b) Balance de equivalentes

Antes

Elaboró: Rosa del Carmen López Francisco

Después

8

REPORTE DE LA SESIÓN EXPERIMENTAL N° 10: HIDRÓLISIS DE SALES y EFECTO DE IÓN COMÚN

(

me q iniciales ácido =VN=10 mL 0.1

me qfinales ácido =1 meq+0.4 meq=1.4 meq

)

meq =1meq mL

(

meq =1meq mL

(

meq =0.4meq mL

me q iniciales sal =VN=10 mL 0.1

me q base agregado =VN=4 mL 0.1

)

me qfinales sal =1 meq-0.4 meq=0.6 meq

)

c) Determinación del pH de la solución reguladora ácida una vez agregado 2 mL de NaOH 0.1N

[H3 O+ ]= Ka ∙

(

)

me q finales ácido -5 1.4 meq -5 =1.75x10 =4.0833x1 0 0.6 meq me q finales sal

+ -5 pH=- log [H 3 O ]=- log ( 4.0833x1 0 )= 4.38

Diagrama de flujo Para NaOH En un vaso de precipitados (1) de 20mL.

Agregar 10mL de solución reguladora ácida

Agregar 1mL de solución de NaOH al 0.1N.

Agitar con un agitador de cristal.

Medir el pH con el potenciómetro.

Para NaOH En un vaso de precipitados (1) de 20mL.

Agregar 10mL de solución reguladora ácida

Agregar 2mL de solución de NaOH al 0.1N.

Elaboró: Rosa del Carmen López Francisco

9

REPORTE DE LA SESIÓN EXPERIMENTAL N° 10: HIDRÓLISIS DE SALES y EFECTO DE IÓN COMÚN Agitar con un agitador de cristal.

Para NaOH En un vaso de precipitados (1) de 20mL.

Agregar 10mL de solución reguladora ácida

Agregar 3mL de solución de NaOH al 0.1N.

Agitar con un agitador de cristal.

Medir el pH con el potenciómetro. Medir el pH con el potenciómetro.

Para NaOH En un vaso de precipitados (1) de 20mL.

Agregar 10mL de solución reguladora ácida

Agregar 4mL de solución de NaOH al 0.1N.

Agitar con un agitador de cristal.

Medir el pH con el potenciómetro.

12. Al primer vaso de la solución básica, agrégale 1mL de solución de NaOH 0.1N y al segundo vaso de la solución básica agrégale 1mL de solución de HCl 0.1N, agita perfectamente ambas soluciones para llevar acabo la reacción completa.

Elaboró: Rosa del Carmen López Francisco

10

REPORTE DE LA SESIÓN EXPERIMENTAL N° 10: HIDRÓLISIS DE SALES y EFECTO DE IÓN COMÚN

13. Con ayuda del potenciómetro, mide el pH en cada uno de los vasos de la solución básica una vez agregado la solución de NaOH 0.1N y la solución HCl 0.1N. Registra los resultados en la tabla N° 2.

14. Para observar la pérdida del carácter amortiguador, adiciona otros 4 mL de la solución 0.1N de NaOH y mide el pH al término de la reacción en el vaso “A”, realiza otras tres lecturas al agregar 3 mL de HCl en el vaso “B”. Registra los resultados en la tabla N° 3.

Tabla N° 3. Resultados obtenidos para la solución reguladora básica SOLUCIÓN REGULADORA BÁSICA NH₄OH / NH₄Cl

pH = 9.63

Adición NaOH 0.1N Volumen adicionado (mL) 0 1 1 1 1

Adición HCl 0.1N

pH pH Volumen pH experimental calculado adicionado (mL) experimental 9.63* 9.61* 9.94* 10.13* 10.30*

9.2553 9.3424 9.4313 9.5241 9.6232

Elaboró: Rosa del Carmen López Francisco

0 1 1 1 1

9.63* 9.30* 8.99* 8.50* 3.20*

pH calculado 9.2553 9.1682 9.0791 8.96 8.887 11

REPORTE DE LA SESIÓN EXPERIMENTAL N° 10: HIDRÓLISIS DE SALES y EFECTO DE IÓN COMÚN 1

No disponible

*Datos obtenidos experimentalmente en el ciclo 20 – 1.

Cálculos a)

Solución reguladora básica

−¿ ¿ +¿+OH NH 3 + H 2 O↔ NH 4¿ −¿ ¿ + ¿+Cl ¿ NH 4 Cl + H 2 O → NH 4

b) Determinación del pH de la solución reguladora básica

−¿ ¿ OH ¿ ¿ −¿ ¿ OH ¿ ¿ pOH=−log ¿ pH=14− pOH =14− 4.7447 =9.2553

c) Adicionar a 10 mL de solución reguladora básica, 1mL de HCl 0.1N

−¿ ¿ +¿+OH NH 3 +H 2 O ↔ NH 4¿ −¿ ¿ + ¿+Cl NH 4 Cl + H 2 O → NH ¿4 +1

−1

HCl + H 2 O → H 3 O + Cl +1

+1

H 3 O + NH 3 ↔ NH 4 + H 2 O Elaboró: Rosa del Carmen López Francisco

12

REPORTE DE LA SESIÓN EXPERIMENTAL N° 10: HIDRÓLISIS DE SALES y EFECTO DE IÓN COMÚN d) Realizar el balance de equivalentes Antes

e base inicial=VN =10 mL∗0.1

Después

meq =1.0 meq mL

e base final=e base inicial−e ácido agregado e base final=1.0 meq−0.1 meq =0.9 meq

meq =1.0 meq e salinicial=VN =10 mL∗0.1 mL e acidoagregado =VN =1mL∗0.1

meq =0.1 meq mL

e sal final=e sal inicial+eácido agregado e sal final=1.0 meq +0.1 meq=1.1 meq

e) Determinación del pH de la solución reguladora básica una vez agregado 1 mL de HCl 0.1N

−¿ ¿ OH ¿ ¿

−¿ ¿ OH ¿ ¿ pOH=−log ¿ pH=14− pOH =14− 4.8318= 9.1682

f)

Adicionar a 10 mL de solución reguladora básica, 2 mL de HCl 0.1N

−¿ ¿ +¿+OH ¿ NH 3 +H 2 O↔ NH 4 −¿ ¿ + ¿+Cl NH 4 Cl + H 2 O → NH ¿4 HCl + H 2 O → H 3 O +1 + Cl−1 H 3 O +1 + NH 3 ↔ NH+1 4 +H 2 O g) Realizar el balance de equivalentes Antes

e base inicial=VN =10 mL∗0.1

Después

meq =1.0 meq mL

Elaboró: Rosa del Carmen López Francisco

e base final=e base inicial−e ácido agregado e base final=1.0 meq−0.2 meq =0.8 meq 13

REPORTE DE LA SESIÓN EXPERIMENTAL N° 10: HIDRÓLISIS DE SALES y EFECTO DE IÓN COMÚN e salinicial=VN =10 mL∗0.1

meq =1.0 meq mL

e acidoagregado =VN =2 mL∗0.1

meq =0.2 meq mL

e sal final=e sal inicial+ eácido agregado e sal final=1.0 meq +0.2 meq=1.2 meq

h) Determinación del pH de la solución reguladora básica una vez agregado 2 mL de HCl 0.1N

−¿¿ OH ¿ ¿

−¿ OH ¿ ¿ ¿ pOH=−log ¿ pH=14− pOH =14−¿ 9.0791

i)

Adicionar a 10 mL de solución reguladora básica, 3 mL de HCl 0.1N

−¿ ¿ +¿+OH NH 3 +H 2 O↔ NH 4¿ −¿ ¿ + ¿+Cl ¿ NH 4 Cl + H 2 O → NH 4 HCl + H 2 O → H 3 O +1 + Cl−1 +1 H 3 O +1 + NH 3 ↔ NH 4 +H 2 O

j)

Realizar el balance de equivalentes Antes

e base inicial=VN =10 mL∗0.1

Después

meq =1.0 meq mL

meq =1.0 meq e salinicial=VN =10 mL∗0.1 mL meq =0.3 meq e acidoagregado =VN =3 mL∗0.1 mL Elaboró: Rosa del Carmen López Francisco

e base final=e base inicial−e agregado e base final=1.0 meq−0.3 meq=0.7 meq

e sal final=e sal inicial+ eagregado 14

REPORTE DE LA SESIÓN EXPERIMENTAL N° 10: HIDRÓLISIS DE SALES y EFECTO DE IÓN COMÚN e sal final=1.0 meq +0.3 meq=1.3 meq k) Determinación del pH de la solución reguladora básica una vez agregado 3 mL de HCl 0.1N

−¿ ¿ OH ¿ ¿

−¿ ¿ OH ¿ ¿ pOH=−log ¿ pH=14− pOH =14−5.0376 =8.96 l)

Adicionar a 10 mL de solución reguladora básica, 4mL de HCl 0.1N

−¿ +¿+OH ¿ NH 3 +H 2 O↔ NH 4¿ −¿ ¿ + ¿+Cl ¿ NH 4 Cl + H 2 O → NH 4 HCl + H 2 O → H 3 O +1 + Cl−1 +1 H 3 O +1 + NH 3 ↔ NH 4 +H 2 O

m) Realizar el balance de equivalentes Antes

e base inicial=VN =10 mL∗0.1

Después

meq =1.0 meq mL

e base final=e base inicial−e agregado e base final=1.0 meq−0.4 meq=0.6 meq

meq =1.0 meq e salinicial=VN =10 mL∗0.1 mL e acidoagregado =VN =4 mL∗0.1

meq =0.4 meq mL

e sal final=e sal inicial + eagregado e sal final=1.0 meq +0.4 meq=1.4 meq

n) Determinación del pH de la solución reguladora básica una vez agregado 4 mL de HCl 0.1N

Elaboró: Rosa del Carmen López Francisco

15

REPORTE DE LA SESIÓN EXPERIMENTAL N° 10: HIDRÓLISIS DE SALES y EFECTO DE IÓN COMÚN −¿¿ OH ¿ ¿

−¿ ¿ OH ¿ ¿ pOH=−log ¿ pH=14− pOH =14−¿ 8.887 Diagrama de flujo

Para HCl En un vaso de precipitados (2) de 20mL.

Agregar 10mL de solución reguladora ácida

Agregar 1mL de solución de HCl al 0.1N.

Agitar con un agitador de cristal.

Para HCl En un vaso de precipitados (2) de 20mL.

Agregar 10mL de solución reguladora ácida

Agregar 2mL de solución de HCl al 0.1N.

Agitar con un agitador de cristal.

Medir el pH con el potenciómetro.

Para HCl En un vaso de precipitados (2) de 20mL.

Elaboró: Rosa del Carmen López Francisco

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REPORTE DE LA SESIÓN EXPERIMENTAL N° 10: HIDRÓLISIS DE SALES y EFECTO DE IÓN COMÚN Agregar 10mL de solución reguladora ácida

Agregar 3mL de solución de HCl al 0.1N.

Agitar con un agitador de cristal.

Medir el pH con el potenciómetro.

Para HCl En un vaso de precipitados (2) de 20mL.

Agregar 10mL de solución reguladora ácida

Agregar 4mL de solución de HCl al 0.1N.

Agitar con un agitador de cristal.

Medir el pH con el potenciómetro.

Conclusiones Nombre completo del estudiante 1. En este espacio anotar la conclusión y borrar todo el enunciado resaltado en color amarillo. Conclusiones Nombre completo del estudiante 1. En este espacio anotar la conclusión y borrar todo el enunciado resaltado en color amarillo. Conclusiones Nombre completo del estudiante 1. En este espacio anotar la conclusión y borrar todo el enunciado

Elaboró: Rosa del Carmen López Francisco

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