Universidad Nacional Autnoma de Mxico

Facultad de Estudios Superiores

Cuautitln

Qumica Analitica II

(Grupo:1401)

Influencia del Amortiguamiento en el manitol

sobre la fuerza del cido brico

Equipo:#1

Jimenez Cabrera Diego

Mondragn Ramrez Ivn

Rios Moreno Israel

Ticante Estrada Ulises

Profesores:

Moya Hernndez Rosario

Rueda Jackson Juan Carlos

Fecha de entrega:24 de agosto del 2012

Objetivo:

Analizar el efecto del manitol sobre la acidez de la disolucin del cido brico en condiciones de

amortiguamiento.

Introduccin:

El cido brico es un cido muy dbil, ka= 9.2, que forma en solucin acuosa una base semiestable,

analizando el sistema que presenta dicho cido y su base conjugada se puede saber que al valorarlo

con una base fuerte la reaccin es poco cuantitativa.

Para esto se adiciona una solucin de manitol y as elevar su constante para que de esta manera

hacerlo suficientemente cido.

El manitol en presencia de un cido ocasiona cambios en la acidez de un cido dbil debido a que

este forma complejos y sus constantes globales son MaBO2 log 1=2.5 y Ma2BO2 log 2=4.7.

Procedimiento

Parte A

Parte 1A Parte 2A Parte 3A

En un tubo de ensayo agregar 3 ml de cido brico y una gota de indicador VBC

En otro tubo de ensayo agregar 2 ml de agua y una gota de indicador VBC

Mezclar los dos tubos anteriores y observar los cambios

Parte B

Parte 1B Parte 2B Parte 3B

En un tubo de ensaye agregar 3 ml de cido brico y una gota de indicador VBC

En un tubo de ensayo agregar 2ml de la solucin de manitol y unas gotas de indicador VBC

Mezclar los dos tubos anteriores y observar los cambios

Resultados:

Experimento A Observaciones

3mL de HBO2 + Indicador Se observ una solucin de color azul sin ninguna presencia de precipitado.

2mL de agua + Indicador Se observ una solucin de color azul sin ninguna presencia de precipitado

Mezcla Al mezclar los dos tubos de ensayo la tonalidad de la solucin sigui conservando el color azul sin ninguna presencia de precipitado

Experimento B Observaciones

3mL de HBO2 + Indicador Se observ una solucin de color azul sin ninguna presencia de precipitado

2mL de Manitol + Indicador Se observ una solucin de color azul sin ninguna presencia de precipitado

Mezcla Al mezclar los dos tubos de ensayo la tonalidad de la solucin tom un color amarillo sin ninguna presencia de precipitado

Anlisis de Resultados:

Se estudi el comportamiento de una solucin de cido brico, por lo que se puede expresar el

equilibrio de disociacin con su respectiva constante de equilibrio

HBO2 H+ + BO2- Keq = 10 -9.2

Con base a estos equilibrios se puede establecer una escala de prediccin de reacciones

funcin del pH.

H+ HBO2 H2O

pH

0 9.2 14

H2O BO2- OH -

HBO2 H+ + BO2

- Keq = 10 -9.2

i) Co

eq) Co - Co Co Co

Keq = [ H+ ] [ BO2- ] / [ HBO2 ] = (Co)(Co)/Co(1-)

2 + (Ka/Co) - (Ka/Co)=0

Sustituyendo los valores en la ecuacin cuadrtica, obtenemos valores de:

para alfa; = 0.00035 ; El valor del pH es: pH = - Log Co ; pH = 5.75Como el vire del indicador es de 5.3 da un color azul, por lo tanto coincide el color con el pH de

la solucin.

Como se puede observar en la tabla 1, al agregar indicador a la solucin del inicial de cido brico que

era incolora, sta se torna de color azul lo cual nos indica que su pH es mayor de 3.8, el indicador

verde de bromocresol presenta un intervalo de vire 3.8 - 5.9, pasando de incoloro a azul, y por lo

tanto el efecto de la dilucin sobre el cido brico fue que disminuy la concentracin del

cido; subi mnimamente el valor del pH debido a que al aumentar el volmen de agua, la

concentracin de cido brico baj, por lo que el pH aument.

Co final = Co= 3 x 10-3 M. Retomando la ecuacin cuadrtica determinada 5mL(3mL)(5x103M)

anteriormente, al resolverla y sustituir los valores de Co,;

= 4.5818 x 10-4 ; ahora sustituimos el valor de alfa en la ecuacin para el pH:

- log ( Co) = -log (.5818 x 10-4 ) (3 x 10-3 ) ; pH = 5.88

Ahora, al fijarnos en la escala de prediccin de reacciones, observamos que el complejo

MaBO2- es un anfolito, por lo tanto es estable, por lo cual podemos afirmar ya que su constante

de dismutacin es menor a 1.

Equilibrios de formacin global:

a BO MaBO logKep logB1 .5M + 2 2 = = 2

Ma BO Ma BO logKep logB2 .72 + 2 2 2 = = 4

Equilibrios de disociacin:

a BO MaBO Pkc1 2.2M 2 2 2 =

aBO BO MaPkc2 2.5 M 2 2 + =

Equilibrios de formacin sucesivos:

a BO MaBO 10M + 2 2 2.5

MaBO Ma Ma BO 10 2 + 2 2 2.2

a BOM 2 2 aBOM 2pMa

2.2 2.5 aBOM 2 BO 2

Equilibrio de dismutacin:

MaBO Ma BO BO Keq 0 2 2 2 2 + 2 = 1 0.3

a BO M 2 2 MaBO 2 OB 2pMa

2.2 2.5

Ma og|Ma|p = l

Ma og|0.21| 0.677p = l =

La especie predominante de boratos bajo las condiciones del punto 3, experimento B es .a BOM 2 2

Ya que el pMa tiene un valor de 0.677 y como se puede ver en la escala este valor est en el rango del

complejo .a BOM 2 2Adems como la constante de dismutacin es menor a 1, sabemos que el anfolito es estable, as que

predominar en algn punto de la solucin. Al calcular el p de Manitol, nos situamos en la escala y

observamos que le especie que predomina es el complejo de estequimetra 2 - 1.

En la parte 2 del experimento, en lugar de agregar 2 mL de agua se le agregaron 2 mL de manitol, se

agregaron 3 mL de la solucin de HBO2 la cual ambas eran de color azul y al mezclar ambas

soluciones se torno de un color amarillo como se muestra en la tabla 2 y esto no puede indicar que su

pH es menor a 3.8

Para poder calcular el valor de la bajo condiciones de amortiguamiento de Ma, usamos la Keq :eq K

BO2 H BO Keq 0 H + 2 = 1 9.2 Ma BO Ma BO Keq 02 + 2 2 2 = 1 4.7

Ma HBO H Ma BO Keq 0 2 + 2 + 2 2 = 1 4.5

eqK = 1Ma121HBO2||H|Ma BO ||2 2

Y despejamos quedando de la siguiente manera:

= eq K eq(Ma) K 2

= eq K 0 (0.21) 1 4.5 2

eq 10K = 5.85

Para poder calcular la disociacin y el pH para el sistema del punto 3, experimento B.

Usamos la que calculamos anteriormente ya que esta considera la concentracin de eqK

manitol .

En la frmula sustituimos nuestro valor de y calculamos la de concentracin de HBO2 eqK

corregida que toma en cuenta los mL totales del sistema.

2= = 3 x 10-3 MBOH 5mL(3mL)(5x103M)

= =CoKeq 105.85

3x10 M30 1 3.33

Aplicando la ecuacin cuadratica:

2 + (Ka/Co) - (Ka/Co)=0

= 0.0213

Adems al tener un valor para mayor que el que tenamos simplemente al estar en agua,

disminuir el pH visiblemente al aplicar la frmula:

pH= - log (0.0213)(3x 10-3 M) = 4.19

As podemos ver que la presencia del manitol en la solucin baj considerablemente el pH ya

que al acomplejarse con el in Borato liber ms protones al medio, esto se ve claramente

cuando el color de la mezcla cambi a verde claro porque el indicador cambi, porque el pH

baj.

Ahora explicaremos la trayectoria del D.Z.P. para los sistemas BO2 Ma H2O. La trayectoria

presenta un comportamiento lineal, vemos que cuando el p de Manitol llega a un valor cercano

a los 2.5, el pH se mantiene constante, pero cuando el p de Manitol baja, la trayectoria se ve

afectada, disminuyendo el valor del pH y aumentando la concentracin de protones donados al

medio por el cido brico,favoreciendo la existencia del complejo de estequiometra 2-1 por

encima de la trayectoria.

Observando el D.Z.P podemos decir que no se formaran estos dos complejos (MaBO2 y Ma2BO2

) ya que al reaccionar el manitol con el cido borico se forma el complejo MaBO2 a una pMa

de 2.5 y un pH aproximado de 4.3 por lo cual su acidez aumento debido a que al acomplejarse

el manitol con el ion borato este libera una mayor cantidad de protones.

Si se llevara cabo la valoracin de HBO2 en presencia de Ma con base fuerte tendramos

Ma2BO2 + H + OH + 2Ma O2 2O + B + H

Utilizando ley de Hess

H + OH+ H2O10 14

Ma2BO2 2Ma O2 + B 10 4.7

Ma2BO2 + H + OH + 2Ma O2 2O + B + H

Dando como resultado una constante condicional de: 01 9.3

Conclusiones:

El comportamiento de la solucin de cido brico (HBO2)al mezclarse con agua y una solucin

de manitol presenta distintos comportamientos, y esto es conforme a su acidez. Se observ que

al reaccionar el HBO2 con el Manitol formando el complejo MaBO2.

Tambin podemos concluir que el manitol aumenta la acidez del cido brico, cambiando la Ka

ya que rompe con su equilibrio porque al reaccionar el manitol con el BO2- provoca que el

HBO2 se disocie y esto es lo que ayuda a aumentar la concentraciones de protones en la

solucin y por consecuencia tambin aumenta la acidez. Al aumentar la concentracin de

protones cambia tambin la constante de equilibrio y con ella la cuantitatividad de la reaccin.

Bibliografa:

Harris ,D. Anlisis Qumico cuantitativo. Mexco :Editorial Iberoamericana

Ringbom, A. (1979) Formacin de complejos en qumica analitica.Espaa:Editorial Alhambra.