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CURVAS DE VALORACIÓN

PRÁCTICA Nº 5CURVAS DE TITULACIÓN.

I. OBJETIVOS

- Observar las diferencias en las formas de las curvas de valoración cuando ácidos y bases fuertes y débiles se combinan.

- Aprender a realizar una selección apropiada de indicadores ácidos y bases.

- Aprender a interpretar la forma de una curva de valoración.

II. PRINCIPIOS TEÓRICOS

Curva de valoración.- Es la representación gráfica de la variación del pH durante la titulación.Estas curvas permiten:

• Conocer los diferentes tipos de valoración:1. Valoración Ácido fuerte – Base fuerte.2. Valoración Ácido débil – Base fuerte.3. Valoración Ácido fuerte – Base débil.4. Valoración Ácido débil – Base débil.

• Seleccionar el indicador ácido – base más adecuado.• Determinar el intervalo de viraje y el punto de equivalencia.• Determinar las zonas de una curva de valoración.

El pH varía durante toda la valoración:• pH inicial: dado por la concentración inicial del ácido.• pH antes de la neutralización: depende de la concentración de ácido que no fue neutralizado por la base.• pH en el punto de equivalencia: depende de la solución salina resultante.• pH después del punto de equivalencia: depende de la concentración de la base en exceso en la solución.

Punto de equivalencia.- aquel en el que reaccionan cantidades estequiométricamente equivalentes de ácido y de base.

Indicadores.- son ácidos o bases débiles, de naturaleza orgánica, cuya forma ácida tiene distinto color que su forma básica. Su color es muy intenso y se percibe incluso a muy bajas concentraciones, del orden de 10-6 M o menores.

UTP | Laboratorio de Química

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TABLA DE INDICADORES ÁCIDO-BASE

INDICADORMedio Ácido

Medio Básico

Rango de pH

Violeta de metilo Amarillo Violeta 0,0 - 1,6Azul de timol Rojo Amarillo 1,2 - 2,8Amarillo de metilo Rojo Amarillo 2,9 - 4,0Anaranjado de metilo

Rojo Amarillo 3,1 - 4,4

Rojo de metilo Rojo Amarillo 4,8 - 6,2Azul de bromotimol

Amarillo Azul 6,0 - 8,0

Tornasol Rojo Azul 5,5 - 8,2Fenolftaleína Incoloro Grosella 8,2 - 10,0Amarillo de alizarina

Amarillo Violeta 10,1 - 12,0

Índigo Carmín Azul Amarillo 11,6 - 13,0

III. PARTE EXPERIMENTAL

a) Materiales:

• Computadora.• Interfaz computacional Vernier.• Logger Pro.• Sensor de pH Vernier.• Agitador magnético.• Barra de agitación.• Vaso de precipitados de 250 mL.• Recipiente de desechos.• Bureta de 25 mL.• Pinza para soporte universal• Soporte universal.

b) Reactivos:

• NH3 0,10 M.• NaOH 0,10 M. • HCl 0,10 M.

• CH3COOH 0,10 M.• Fenolftaleína.• Agua destilada.


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c) Procedimiento:

1. En un vaso de precipitados de 250 mL añadir 8 mL de HCl 0.1 M, 100 mL de agua destilada y 3 gotas de fenolftaleína.

2. Colocar el vaso de precipitados sobre el agitador magnético, usar una pequeña barra de agitación y encenderlo a abaja velocidad (máx. 200 rpm)

3. Use una pinza para sostener el sensor de pH tal como se muestra en la Fig. 1. Colocar el sensor de pH en la solución HCl y posicionarlo cerca a la pared del vaso cuidando además que no se golpee contra la barra de agitación.

4. Enjuagar la bureta de 25 mL con un poco de NaOH 0.1 M para luego llenarla con la base.

5. Preparar la computadora para la recolección de datos abriendo el archivo “23 Curvas de titulación” de la carpeta “Química con computadoras”. El pH de la solución de HCl debe estar entre 2,0 y 3,0.

6. Haga clic en para iniciar la recolección de datos. Abra la bureta cuidadosamente de tal manera que la base caiga a un ritmo de 1 gota/segundo. Al inicio la adición de la base no tiene un gran efecto sobre la variación del pH, de tal manera que la velocidad de adición de la base al comienzo puede ser ligeramente mayor o menor.

7. Observar si el viraje de la fenolftaleína ocurre antes durante o después de la gran variación en el pH. Si la fenolftaleína es el indicador adecuado para esta reacción, entonces deberá virar al mismo tiempo que ocurre la gran variación en el pH. Anotar el tiempo en el que ocurre el cambio. Detenga el flujo de NaOH cuando termine la recolección de datos (luego de 250 segundos)

8. Nombrar en el gráfico el punto de equivalencia en el cual el indicador vira.

a. En Insert Menu, escoger Text Annotation.

b. Haga click Text Box y escriba “Cambio de Color”

c. Posicione la etiqueta haciendo clic en la flecha superior del Text Box.

9. Se puede leer el pH y el tiempo a lo largo de cualquier punto de la curva haciendo clic en botón . Mientras mueva el cursor sobre el gráfico los datos de pH y tiempo serán mostrados en el Text box. Determine aproximadamente el tiempo para el punto de


Fig. 1

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equivalencia, es decir, donde ocurre el mayor aumento de pH, en la región vertical de la curva. Grabar este tiempo en los datos de la tabla. Enjuagar el sensor de pH y retornarlo a su solución de almacenamiento. Disponer del contenido del vaso de precipitados según las recomendaciones del profesor. Lavar y secar el vaso de precipitados para usarlo en la siguiente prueba.

10. Repetir el procedimiento usando titulando ácido acético con NaOH. No es necesario llenar la bureta.

11. Use una solución de NH3 para titular HCl. Disponer del residuo de NaOH en el frasco colector de dicha solución. Lavar la bureta y enjuagarla con un poco de NH3 y luego llenarla con dicha solución. Añadir 8 mL de HCl al vaso de precipitados, luego 100 mL de agua destilada y 3 gotas de indicador y repetir los pasos del 4 al 9.

12.Se puede repetir el procedimiento con el par ácido – base que le indique el profesor, así por ejemplo:

- NH3 y CH3COOH e indicador azul de bromotimol.

- HCl – NH3 e indicador anaranjado de metilo.

- CH3COOH - NH3 con violeta de metilo.

Consultar con el profesor sobre el indicador a usar en cada experiencia.

IV. TABLA DE DATOS:

Prueba Ecuación de la reacción ácido - base. Tiempo (Viraje del indicador)

Tiempo (Punto de

equivalencia)

1 NaOH + HCl → s s

2 NaOH + HC2H3O2 → s s

3 NH3 + HCl → s s

4 NH3 + HC2H3O2 → s s

V. CUESTIONARIO:

1. Examine los datos de las pruebas realizadas. ¿En cuál(es) de las pruebas el indicador vira al mismo tiempo que se da el gran cambio en el pH? ¿En cuál(es) de las pruebas existe una gran diferencia entre estos tiempos?

2. La fenolftaleína cambia de color a un pH alrededor de 9. De acuerdo a los resultados, ¿con qué combinaciones de ácidos y bases, fuertes o débiles puede ser usado este indicador para determinar el punto de equivalencia?


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3. En cada uno de los cuatro gráficos impresos, dibujar una línea horizontal desde un valor de pH de 9 en el eje vertical hasta su intersección con la curva de valoración. ¿En qué prueba (s) esta línea se cruza con la región casi vertical de la curva? ¿En qué prueba (s) de esta línea aleja de la zona casi vertical de la curva?

4. Compare sus respuestas a las preguntas 1 y 3. Al examinar la curva de valoración, ¿cómo puede usted decidir qué indicador ácido-base utilizar para encontrar el punto de equivalencia?

5. El rojo de metilo es un indicador ácido-base que cambia de color a un valor pH de aproximadamente 5. De lo aprendido en esta práctica, ¿el rojo de metilo puede utilizarse para determinar el punto de equivalencia de la combinación de ácidos y bases fuertes o débiles?

6. De las curvas de valoración, ¿cuál de ellas tiene la región vertical más larga? Y ¿cuál la más corta? (indique si el ácido y base son fuertes o débiles).

7. La reacción ácido-base entre HCl y NaOH produce una solución con un pH de 7 en el punto de equivalencia (NaCl + H2O). ¿Por qué un indicador ácido-base que cambia de color a un pH de 5 ó 9 trabaja del mismo modo para esta reacción que uno que cambia de color a pH 7?

8. En general, ¿cómo la forma de una curva con una especie débil (NH3 o CH3COOH difieren de la forma de una curva con una especie fuerte (NaOH o HCl)?


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