Reporte 10 Valoración de disoluciones ácido-base PDF

Preview

Summary

Práctica número: 10. Valoración de disoluciones ácido-base Integrantes: Rodriguez Corona Aldo, Ruiz Ramos Diego Alejandro, Solano Alarcón Ariel, Zamudio Bolaños Omar, Figueroa Ramirez Adrian Asignatura: Procesos Químicos Analíticos Licenciatura QFBT Periodo 2021-I Fecha de entrega: 23 de Octubre de ...

Description

Práctica número: 10. Valoración de disoluciones ácido-base Integrantes: Rodriguez Corona Aldo, Ruiz Ramos Diego Alejandro, Solano Alarcón Ariel, Zamudio Bolaños Omar, Figueroa Ramirez Adrian Asignatura: Procesos Químicos Analíticos Licenciatura QFBT Periodo 2021-I Fecha de entrega: 23 de Octubre de 2021 Docente: Castillo Sanchez Victor Resumen. Las disoluciones estándar de ácidos y bases son ampliamente utilizadas para determinar el tipo de analito que podemos obtener. Existen varios tipos de valoración ácido base de las cuales una de las más comunes son la del ácido fuerte, ácido débil, base fuerte y base débil, pero en todas las valoraciones debemos tener un método para determinar el punto de equivalencia química, generalmente se utiliza un indicador químico o un método instrumental para ubicar el punto final, el cual esperamos que esté muy cerca del punto de equivalencia. Palabras clave; concentración, reactividad, titulación INTRODUCCIÓN La valoración o titulación es un método de análisis químico cuantitativo en el laboratorio que se utiliza para determinar la concentración desconocida de un reactivo a partir de un reactivo con concentración conocida. Debido a que las medidas de volumen desempeñan un papel fundamental en las titulaciones, se le conoce también como análisis volumétrico. Un reactivo llamado “valorante” o “titulador”, de volumen y concentración conocida (una solución estándar o solución patrón) se utiliza para que reaccione con una solución del analito, de concentración desconocida. Utilizando una bureta calibrada para añadir el valorante es posible determinar la cantidad exacta que se ha consumido cuando se alcanza el punto final. El punto final es el punto en el que finaliza la valoración, y se determina mediante el

uso de un indicador. Idealmente es el mismo volumen que en el punto de equivalencia el número de moles de valorante añadido es igual al número de moles de analito, algún múltiplo del mismo (como en los ácidos polipróticos). En la valoración clásica ácido fuerte-base fuerte, el punto final de la valoración es el punto en el que el pH del reactante es exactamente 7, y a menudo la solución cambia en este momento de color de forma permanente debido a un indicador. Sin embargo, existen muchos tipos diferentes de valoraciones (ver más adelante). Pueden usarse muchos métodos para indicar el punto final de una reacción: a menudo se usan indicadores visuales (cambian de color). En una titulación o valoración ácido-base simple, puede usarse un indicador de pH, como la fenolftaleína, que es normalmente incolora pero adquiere color rosa cuando el pH es igual o mayor que 8,2. Otro

ejemplo es el naranja de metilo, de color rojo en medio ácido y amarillo en disoluciones básicas. No todas las titulaciones requieren un indicador. En algunos casos, o bien los reactivos o los productos son fuertemente coloreados y pueden servir como "indicador". Por ejemplo, una titulación o valoración redox que utiliza permanganato de potasio como disolución estándar (rosa/violeta) no requiere indicador porque sufre un cambio de color fácil de detectar pues queda incolora al reducirse el permanganato. Después del punto de equivalencia, hay un exceso de la disolución titulante (permanganato) y persiste un color rosado débil que no desaparece. Tipos de valoraciones Las valoraciones se clasifican por el tipo de objeto a analizar:

●

●

●

Valoraciones ácido-base: basadas en la reacción de neutralización entre el analito y una disolución de ácido o base que sirve de referencia. Para determinar el punto final, usan un indicador de pH, un pH-metro, o un medidor de conductancia. Valoraciones redox: basadas en la reacción de oxidación-reducción o reacción redox entre el analito y una disolución de oxidante o reductor que sirve de referencia. Para determinar el punto final, usan un potenciómetro o un indicador redox aunque a veces o bien la sustancia a analizar o la disolución estándar de referencia tienen un color suficientemente intenso para que no sea necesario un indicador adicional. Valoraciones de formación de complejos o complexometrías: basadas en la reacción de formación de un complejo entre el analito y la sustancia valorante. El

●

agente quelante EDTA es muy usado para titular iones metálicos en disolución. Estas valoraciones generalmente requieren indicadores especializados que forman complejos más débiles con el analito. Un ejemplo es Negro de eriocromo T para valoración de iones calcio, magnesio o cobre (II). Valoraciones de precipitación: Son aquellas basadas en las reacciones de precipitación.Uno de los tipos más habituales son las Argentométricas: precipitación de aniones como los halógenos ( F-, Cl-, Br-, I-) y el tiocianato (SCN-) con el ion plata. Ag+. Esta titulación está limitada por la falta de indicadores apropiados

fundamento El fundamento de la titulación ácido-base es la reacción de neutralización entre ácido y base. Como solución volumétrica se selecciona un ácido o base como complemento a la solución de prueba. Mediante la titulación se consigue una neutralización entre iones H3O+- y OHPatrones primarios Los estándares se utilizan en química analítica . Aquí, un patrón primario es típicamente un reactivo que se puede pesar fácilmente y que es tan puro que su peso es verdaderamente representativo del número de moles de sustancia contenida. Las características de un estándar primario incluyen: 1. Alta pureza 2. Estabilidad (baja reactividad ) 3. Baja higroscopicidad (para minimizar los cambios de peso debido a la humedad) 4. Alto peso equivalente (para minimizar los errores de pesaje) 5. No toxicidad 6. Disponibilidad lista y barata

(Los dos últimos no son tan esenciales como los cuatro primeros). Se proporcionan algunos ejemplos de patrones primarios para la valoración de soluciones, basados en su alta pureza

●

● Trióxido de arsénico para preparar una solución de arsenito de sodio para la estandarización de la solución de peryodato de sodio (hasta Ph. Eur. 3, Apéndice 2001 también para soluciones de yodo y sulfato de cerio (IV) Ácido benzoico para la estandarización de soluciones básicas sin agua : hidróxido de sodio y potasio etanólico , TBAH y metanolatos alcalinos en metanol , isopropanol o DMF ● Bromato de potasio (KBrO 3 ) para la estandarización de soluciones de tiosulfato de sodio ● Ftalato de hidrógeno de potasio (generalmente llamado KHP) para estandarizar la base acuosa y el ácido perclórico en soluciones de ácido acético MATERIALES ● 2 Bureta de 50 mL ● Matraces Erlenmeyer ● 2 Pinzas para bureta ● Pizeta ● Propipetas ● 2 Soportes universales ● Pipetas aforadas ● Probeta ● 2 Parrillas con agitador magnético ● 2 frascos con gotero ● Varillas de agitación ● 2 Cápsulas de porcelana ● 1 desecador ● 1 espátula ● Vidrios de reloj ● Matraces aforados de 250 ml PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ¿En qué consiste la valoración del ácido base y que tipo de método es?

●

●

Carbonato de sodio para la estandarización de ácidos acuosos : soluciones de ácido clorhídrico , ácido sulfúrico y ácido nítrico (pero no ácido acético ) Cloruro de sodio para la estandarización de soluciones de nitrato de plata Ácido sulfanílico para la estandarización de soluciones de nitrito de sodio Polvo de zinc , después de disolverse en ácido sulfúrico o clorhídrico, para la estandarización de soluciones de EDTA

Estos estándares se utilizan a menudo para hacer soluciones estándar . Estos patrones primarios se utilizan en la titulación y son esenciales para determinar concentraciones desconocidas o preparar patrones de trabajo.

OBJETIVOS Objetivos generales: ● Realizar una titulación ácido base ● Proponer la aplicación de la presente metodología en diversos contextos de su profesión Objetivos específicos: ● determinar la concentración de una solución de HCl mediante titulación con una solución de Na3CO3 ● Explicar los fundamentos de ácido base ● definir patrones primarios ● analizar las causas de los posibles errores cometidos en la práctica ● determinar error relativo JUSTIFICACIÓN Una titulación ácido-base consiste en determinar con la mayor precisión posible la concentración de una solución ácida o de una solución básica mediante la

medición de pH. Por lo tanto, es necesario medir el pH obtenido en equivalencia. HIPÓTESIS Para esta práctica esperamos poder conocer la titulación ácido base y como es su aplicación para el desarrollo experimental esperamos poder preparar y pesar los patrones primarios del carbonato de sodio ,pesar y calentar el patrón primario de ftalato de ácido de potasio esperamos poder sacar la valoración de la disolución de ácido clorhídrico y la del hidróxido de sodio y utilizaremos la fenolftaleína como indicador. MÉTODO Preparación de patrones primarios: Patrón primario de carbonato de sodio (Na2CO3)

Valoración de disolución de hidróxido de sodio

Figura 4. Cuarta parte de metodología de práctica

RESULTADOS

Imagen 1. Preparación de material para la titulación

Figura 1.Primer parte de metodología de práctica

Patrón primario de ftalato ácido de potasio Imagen 2. Preparación de carbonato de sodio para las titulaciones

Figura 2. Segunda parte de metodología de práctica

Valoración de Disoluciones: Valoración de la disolución de ácido clorhídrico Naranja de metilo:

Imagen 3.Adición de disoluciones a los matraces

Figura 3. Tercer parte de metodología de práctica

Fenolftaleína:

Imagen 4. Titulación con fenolftaleína

Figura 3.1. Tercer parte de metodología de práctica

Imagen 5. Titulación de disoluciones con fenolftaleína

Imagen 6. Titulación con naranja de metilo

ANÁLISIS DE RESULTADOS El siguiente apartado contiene el análisis que se llevó a cabo a partir de las observaciones realizadas en esta práctica de laboratorio y que en conjunto con los conocimientos previos y adquiridos al realizar esta practica permiten realizar una breve discusión sobre la reacción de neutralización entre un ácido y una base y así comprender los resultados obtenidos. Para la titulación del ácido clorhídrico como analito se utilizó una alícuota de 10 mL 0.1 M de la disolución HCl. Durante el proceso de titulación directa el titulante se añade al analito y se mide el volumen del titulante agregado en este caso Na2CO3. Utilizando fenolftaleína como indicador se pudo determinar a qué volumen se consigue el punto de viraje o punto final, a partir de esto el punto de equivalencia se estima al observar que ocurre un cambio brusco en una propiedad física de la mezcla, tal como el color del indicador. Al finalizar la titulación se observó que agregando lentamente titulante (Na2CO3) a la disolución de HCl el indicador expresa un cambio brusco en su coloración al

momento en que el menisco de la bureta indica que se han vertido 12 mL sobre la solución del titulado señalando el punto viraje al tomar una coloración casi morada. Para la titulación del ftalato ácido de potasio como analito se utilizó una alícuota de 10 mL 0.1 M de la solución ftalato ácido de potasio con 20 mL de agua destilada, y naranja de metilo. Al finalizar la titulación se observó que agregando lentamente titulante (Na2CO3) a la disolución diluida de ftalato ácido de potasio el indicador no expresa un cambio en su coloración debido a que el ftalato ácido de potasio se encontraba con impurezas lo cual no permito el cambió de color. CONCLUSIÓN Las valoraciones ácido/base se utilizan con el fin de obtener el punto de equivalencia de un analito, donde las disoluciones estándar, generalmente son preparadas con ácidos y bases fuertes, además existen errores al momento de medir el pH.

REFERENCIAS

1. Perez, A. (2017, December 12). Titulacion. Pce-Iberica.es. https://www.pce-iberica.e s/instrumentos-de-medid a/instrumentos-laboratori os/titulacion.htm 2. Renee. (2014, January 13). Primary standards –

Criteria, Properties and Examples – Pharmawiki.in. Pharmawiki.in. https://pharmawiki.in/pri mary-standards-criteria-p roperties-examples/ 3. Colaboradores de los proyectos Wikimedia. (2003, May 15). Método de análisis químico cuantitativo. Wikipedia.org; Wikimedia Foundation, Inc. https://es.wikipedia.org/w iki/An%C3%A1lisis_volu m%C3%A9trico...