10 curvasdevaloracionacido-base 14305

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QG II 2011-2 Curvas de titulación ácido-base Página 1

Curvas de titulación ácido-base.

Titulación de un ácido fuerte y un ácido débil, con una base fuerte.

Problemas

1.- Determinar la concentración de dos soluciones de distintos ácidos mediante curvas de titulaciónpHmétrica.

2.- Determinar el valor del pKa del par conjugado HAc/Ac mediante una curva de titulaciónpHmétrica.

Tarea previa

1. ¿Qué es una curva de titulación (o de valoración)?

2. ¿A qué se le llama el “punto de equivalencia” en una curva de titulación?

3. Consultar el documento “determinación gráfica del punto de equivalencia” en AMyD y traer el

material necesario.

4. ¿Qué significa “neutralizar”?

5. Extrayendo logaritmos en la ecuación

H base Ka

ácido

, y aplicando algunas de las leyes de los

logaritmos, llegar a la siguiente ecuación:

log

base pH pKa

ácido

10.




6. Considerando que se tienen 20mL (Vi) de HCl 0.1M y se van agregando los volúmenes deNaOH 0.1M indicados en la primera columna de la siguiente tabla, calcular, para cada adiciónde NaOH, lo que se indica en cada columna, para obtener en cada renglón el pHcorrespondiente.

mL deNaOH0.1M

agregado

Vi + mL deNaOH0.1M

agregado

# de molesde OH

agregados

# molesrestantes

de H+ [H+] pH

0

4

8

12

16

18

19

20

7. Ahora se analizará los puntos después de la equivalencia:

mL deNaOH0.1M

agregado

Vi + mL deNaOH0.1M

agregado

# de moles

de OH

agregados

# moles deOH- en exceso [H+] pH

21

22

23

25

27

30

3540

8. Graficar en una misma hoja de papel milimétrico, los volúmenes de NaOH agregados en lasabscisas y el pH correspondiente en las ordenadas, utilizando ambas tablas.

9. Aplicar el método mencionado en la pregunta 3, para localizar el punto de equivalencia en estacurva.




Curva de titulación teórica de HCl con NaOH




Material por equipo

20 mL de HCl 0.1M pHmetro calibrado

20mL de HAc (ácido acético) 0.1M bureta

60mL NaOH 0.1M probeta

papel milimétrico

matraz Erlenmeyer o vaso de pp

Procedimiento

1. Llenar con solución de NaOH 0.1M una bureta de 50mL. En esta operación el hidróxido de sodioserá la solución titulante .

Colocar 20mL de la solución de HCl 0.1M en un vaso de precipitados o un matraz Erlenmeyer.

Introducir con mucho cuidado en este vaso el electrodo y la punta de la bureta (sin que éstatoque la disolución). El electrodo se encontrará previamente calibrado por el profesor o ellaboratorista. No oprimir el botón de “cal” ya que esto hace que se pierda la calibración.

Tomar el valor de pH inicial de ésta.

Realizar adiciones de NaOH, agitando después de cada adición y tomar nota del valor de pHdespués de cada adición. (Utilizar la Tabla 1 para registrar los datos).

Tabla 1

Titulación de HCl con NaOH Titulación de CH3COOH con NaOH

mL de NaOHagregados

pH mL de NaOHagregados

pH

0 0

4 4

8 810 10

12 12

15 15

17 17

18 18

19 19

20 20

21 21

22 22

24 24

26 26

30 30




2. Repetir las operaciones anteriores ahora utilizando HAc 0.1M en lugar de HCl. Registrar en laTabla 1 los valores de pH para cada adición.

Graficar en una misma hoja de papel milimétrico, las dos curvas de titulación, colocando elvolumen de mL de NaOH añadidos en las abscisas y los valores de pH en las ordenadas.

Cuestionario

1. ¿Qué significado físico tienen las coordenadas del punto de equivalencia?

x(p.e.) =

y(p.e.) =

2. Localizar el punto de equivalencia en cada una de las dos gráficas obtenidas con los datos de laTabla 1, mediante un método gráfico.

3. Escribir la reacción llevada a cabo en la primera titulación:

4. Considerando como dato confiable a la concentración de NaOH que se empleó como titulante,calcular la concentración de la solución de HCl que se tituló.

5. Escribir la reacción llevada a cabo en la segunda titulación:

6. Considerando como dato confiable a la concentración de NaOH que se empleó como titulante,

calcular la concentración de la solución de HAc que se tituló.




Curvas de titulación experimentales de HCl y HAc con NaOH




7. ¿Cuáles son todas las especies químicas presentes en el vaso durante la titulación de HCl conNaOH? (indicar correctamente a las especies iónicas disociadas).

a) En el punto inicial, antes de iniciar las adiciones de titulante:

b) Durante la titulación, antes del punto de equivalencia:

c) En el punto de equivalencia:

d) Durante la titulación, después del punto de equivalencia:

8. ¿Cuánto vale el pH en el punto de equivalencia? _______________

9. ¿Cuáles son todas las especies presentes durante la titulación de HAc con NaOH? (indicarcorrectamente tanto a las especies iónicas disociadas como a las moleculares). Identificar a lasespecies predominantes en la disolución y a las que se encuentran en muy baja concentración.

a) En el punto inicial, antes de iniciar las adiciones de titulante:

b) Durante la titulación, antes del punto de equivalencia:

c) En el punto de equivalencia:

d) Durante la titulación, después del punto de equivalencia:

10. ¿Cuánto vale el pH en el punto de equivalencia? ______________________

11. ¿Por qué es distinto este valor al obtenido en la titulación de HCl con NaOH? (ver respuesta alinciso c, preguntas 7 y 9)




12. Utilizando los datos de la gráfica de titulación de HAc con NaOH ¿Cuánto volumen de NaOH seutilizó para neutralizar totalmente al ácido acético?

13. Utilizando los datos de la gráfica de titulación de HAc con NaOH ¿Cuánto volumen de NaOH seutilizó para neutralizar solamente a la mitad del al ácido acético?

14. ¿Cuánto vale el pH cuando se ha neutralizado exactamente la mitad del ácido acético?

15. ¿Cómo son las concentraciones de ácido acético y acetato en las condiciones de la preguntaanterior?

16. Con estos valores de concentración y utilizando la ecuación que se dedujo como parte de latarea previa, obtener el valor para el pKa del ácido acético. Comparar el valor obtenido con elreportado en tablas (4.75).

17.- Usando esta misma fórmula, calcula el valor del pH cuandoa).- la concentración del ácido acético es el doble de la concentración de acetato

b).- la concentración de acetato es el doble de la concentración de ácido acético

ConclusiónResumir la utilidad de las curvas de valoración.

Manejo de residuos: Las disoluciones pueden verterse al drenaje una vez neutralizadas

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