Practica 2: Titulación conductimetrica PDF

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Instituto Politecnico NacioLaboratorio de Fisicoquímica FarmacéuticaProfesor: Siu Morales José EnriquePractica 2: Titulación conductimetricaAlumno: Pérez Martínez Brenda FernandaInstituto Politécnico NacionalEscuela Nacional de Ciencias BiológicasQuímico Farmacéutico Nacional4FVObjetivos: Determina...

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Instituto Politécnico Nacional Escuela Nacional de Ciencias Biológicas Químico Farmacéutico Nacional 4FV1

Laboratorio de Fisicoquímica Farmacéutica Profesor: Siu Morales José Enrique Practica 2: Titulación conductimetrica Alumno: Pérez Martínez Brenda Fernanda

Objetivos: 

 

Determinar la variación de la conductividad específica y de la conductividad equivalente a diferentes concentraciones de soluciones de electrolitos fuertes y débiles. Determinar la dependencia entre la conductividad y el grado de disociación. Encontrar el punto de equivalencia de ácidos débiles y fuertes mediante una titulación conductimétrica

Introducción El agregado de un electrolito a una solución de otro electrolito bajo condiciones que no producen un cambio apreciable en el volumen, afectará la conductancia de la solución dependiendo de si ocurren o no reacciones químicas. Si no ocurre una reacción iónica, tal como en el agregado de una sal simple a otra la conductancia simplemente aumentará. Si ocurre una reacción iónica, la conductancia puede aumentar o disminuir; en efecto, con el agregado de una base a un ácido fuerte, la conductancia decrece debido al reemplazo del ion hidrógeno de alta conductividad por otro catión de conductividad más baja. Este es el principio en las titulaciones conductimétricas, es decir, la sustitución de iones con cierta conductividad por iones con diferente conductividad. Curvas de Titulación Las mediciones conductimétricas ofrecen un medio adecuado para la determinación de puntos finales en titulaciones. Para establecer un punto final conductimétrico, se necesitan suficientes mediciones experimentales para definir la curva de titulación. Luego de corregir el cambio de volumen, se grafican los datos de conductancia en función del volumen de reactivo titulante. Posteriormente se extrapolan las dos porciones lineales y se obtiene el punto de equivalencia en la intersección de ambas. Debido a que las reacciones no son absolutamente completas, las curvas de titulación conductimétrica muestran invariablemente desviaciones con relación a la linealidad rigurosa en la región del punto de equivalencia. Las regiones curvas se vuelven más pronunciadas cuando la reacción en cuestión se hace menos favorable y cuando la solución resulta más diluida. Las porciones lineales de la curva se definen mejor a través de mediciones suficientemente alejadas del punto de equivalencia para que el efecto de los iones comunes impulse la reacción más cerca de completarse; las mediciones en la proximidad del punto de equivalencia, a diferencia de los métodos potenciométricos, no tienen ningún significado. Titulaciones Ácido-Base Las titulaciones de neutralización se adaptan particularmente bien al punto final conductimétrico, debido a la conductancia muy alta de los iones H3O+ y OH- comparada con la conductancia de los productos de reacción.

Marco teórico La concentración de una disolución de un ácido o una base se puede valorar midiendo la variación de conductancia que se observa cuando se le agrega respectivamente una base o un ácido de concentración conocida, pues a partir de las medidas conductimétricas se deduce fácilmente el punto final de la reacción de neutralización. Este tipo de valoraciones conductimétricas se ve muy favorecido en el caso de reacciones acido-base por el hecho de que las conductancias iónicas del H+ y OH- son muy superiores a las de los demás iones. (Zemansky, 2013). La valoración por conductimetría correspondiente a la reacción de un ácido y una base fuerte, por ejemplo el HCl y NaOH, se basa en la siguiente reacción iónica: Cl + H + Na + OH ←→H2O + Cl + Na Así, en la valoración del HCl, al ir apareciendo en la disolución iones Na+ y por consiguiente desapareciendo H+, irá descendiendo la conductividad de la disolución hasta llegar a un punto llamado punto de equivalencia o de neutralización, en el que la conductividad sólo se debe a los iones Cl- y Na+ presentes en el medio. Pero si se sigue añadiendo más cantidad de base fuerte los iones OH- aparecerán en la disolución, con el consiguiente aumento de la conductancia de la misma.

Material Material 1 conductimetro 1 celda de conductividad. 1 soporte universal. 1 bureta de 25 mi. 1 agitador magnético y magneto. 1 vaso de precipitado de 100 ml. 2 vasos de precipitados de 250 ml 1 piseta. 1 probeta de 100 ml. 1 pinzas para bureta

Reactivos Solución valorada de NaOH 0.1N Solución de HCI 0.01N Solución de CH,COOH O 01N

Metodología Inicio

En un vaso de pp. De 250 ml

Colocar 100 ml de sol. diluida de HCl. Introducir magneto y celda de conductividad Con una Bureta añadir NaOH en volúmenes de 1ml

Añadir 15 mL en total

Anotar cada lectura en la tabla

Repetir el procedimiento con la sol. de

Fin

Calcular la conductividad especifica

Resultados HCl Volumen NaOH mL 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Conductividad específica S/cm 0.004365 0.004059 0.003417 0.002852 0.00273 0.001767 0.001255 0.001378 0.001702 0.002064 0.002399 0.002655 0.002991 0.003253 0.003507 0.003609

G (Ω-1) 436.5 405.9 341.7 285.2 273 176.7 125.5 137.8 170.2 206.4 239.9 265.5 299.1 325.3 350.7 360.9

Conductancia de HCl 0.01 Conductvidad Especifca S/cm

0 0 0 0 0

Conductancia

0 0 0 0 0 0

3

6

9 mL de NaOH

12

15

f(x) 0 =0 R² = 0 f(x) = 0 x − 0 R² = 0.99

0 0 0

hcl Linear (hcl) hcl Linear (hcl) Linear (hcl)

0 0 0 0 0 6

9

12

15

Por el método de regresión lineal se obtienen las 2 ecuaciones para hallar el volumen de punto de equivalencia: Y=-0.0005x+0.0045 Y=0.0003x-0.0006 Resolviendo Las ecuaciones, se obtiene: X=6.54ml Concentración de HCl: CHCl*VHCl=Veq*CNaOH CHCl= Veq*CNaOH/ VHCl CHCl=

(6.54 mL) (0.1 N ) =0.00654N 100 mL

CH3COOH Volumen NaOH mL 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Conductividad especifica S/cm 0.0001593 0.0002403 0.0003713 0.0005073 0.0006213 0.0007428 0.0009838 0.0013280 0.0016430 0.0019920 0.0021660 0.002558 0.002857 0.003124 0.003344 0.003617

G (Ω-1) 159.3 240.3 371.3 507.3 621.3 742.8 938.8 132.8 164.3 199.2 216.6 255.8 285.7 312.4 334.4 361.7

Conductancia de CH3COOH 0 Conductvidad especifca S/cm

0 0 0 0

f(x) = 0 x + 0 R² = 0.49

Condctividad Linear (Condctividad)

0 0 0 0 -4

1

6 mL de NaOH

11

16

Importancia del método conductimetrico La conductividad de una disolución es una medida del flujo de corriente que resulta de la aplicación de una fuerza eléctrica dada, y depende directamente del número de partículas cargadas que contiene. Todos los iones contribuyen al proceso de conducción, pero la fracción de corriente transportada por cada especie está determinada por su concentración relativa y su movilidad inherente en el medio. La principal ventaja de las titulaciones con monitoreo conductimétrico es que pueden analizarse disoluciones muy diluidas y/o coloreadas, sistemas en que la reacción no es suficientemente cuantitativa. En este sentido, los vinos, los jugos naturales y las bebidas gaseosas, entre otras, cumplen con parte de estas características fisicoquímicas antes señaladas. Particularmente, en los vinos la acidez total es la concentración de iones hidronio consumidos por valoración con un estándar básico para obtener el punto de equivalencia. Cuando se titula un ácido débil o una mezcla de ácidos débiles, como los contenidos en el vino, con una base fuerte y monitoreo conductimétrico se obtiene una curva de titulación característica. En ella, la conductividad de la disolución varía con un comportamiento prácticamente lineal en algunas regiones, de manera que el punto de equivalencia puede ilustrarse gráficamente como la intersección entre dos líneas.

Conclusiones     

A medida que se añade NaOH la concentración de H+ va disminuyendo, por lo que la conductividad disminuye rápidamente. Al continuar adicionando NaOH, la conductividad aumenta. Un ácido débil tiene una menor conductividad El ácido fuerte tiene la mejor conductividad La conductividad específica y equivalente para un electrolito fuerte varía de menor manera a diferencia del electrolito débil que varía de mayor manera.

Bibliografía   

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Guía de laboratorio. Práctica I. Química Analítica IV. Preparación y estandarización potenciométrica de una solución de NaOH aproximadamente 0,1 m Skoog, West, Holler, Crouch. Fundamentos de química analítica. 8° Ed. Titulaciones Conductimétricas. [En línea]. [Mayo 20 del 2013]. Disponible en la web: http://www.ciens.ucv.ve:8080/generador/sites/martinezma/archivos/Titulaciones %20Conductimetricas.pdf CANEZ-CARRASCO, María Guadalupe et al. Conductimetría y titulaciones: ¿cuándo, por qué y para qué?. Educ. quím [online]. 2011, vol.22, n.2 [citado 202010-20], pp.166-169. Disponible en: http://www.scielo.org.mx/scielo.php? script=sci_arttext&pid=S0187-893X2011000200010&lng=es&nrm=iso ....