informe 7 labo ph

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS(Universidad del Perú, Decana de América)

FACULTAD DE QUÍMICA E INGENIERÍA QUÍMICA

EAP. INGENIERÍA QUÍMICA

DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE QUÍMICA ANALÍTICA E INSTRUMENTAL

Laboratorio de Análisis Instrumental

“ELECTRODO DE VIDRIO”Análisis Potenciométrico con Electrodo ion selectivo

Práctica N° 7

Profesora: Álvarez Bautista, Jenny

Alumnos:

* Abad Castillo, Willis 11070194* Curi Aguado, Nilton Jesús 12070144* Minaya Ccaihuare, Paolo 12070152* Nuñez Aguilar, Giussepe 12070154* Ramírez Arce, Mary 12070198* Salas Pastor, Mario 12070047* Valverde Armas, Andres 12070170

Fecha de Entrega del Informe: 06-12-2014

Turno: Sábado 1-5pm

LIMA-PERÚ2014-II

FUNDAMENTO DEL MÉTODO DE ANÁLISIS

Método electrométrico-medida de PH

La determinación del pH por el método electrométrico es básicamente una determinación potenciométrica, mediante titulación que se realiza cuando no es posible la detección del punto final de una valoración empleando un indicador visual. Se considera uno de los métodos más exactos, porque el potencial sigue el cambio real de la actividad y el punto final coincide directamente con el punto de equivalencia.

El método de titulación potenciométrica Ácido-Base se fundamenta en que los iones hidrógeno presentes en una muestra como resultado de la disociación o hidrólisis de solutos, son neutralizados mediante titulación con un álcali estándar. El proceso consiste en la medición y registro del potencial de la celda (en pH) después de la adición del reactivo (álcali estándar) utilizando un medidor de pH. Para hallar la concentración del analito se construye una curva de titulación graficando los valores de pH observados contra el volumen acumulativo (ml) de la solución titulante empleada. La curva obtenida debe mostrar uno o más puntos de inflexión.

El pH es un término universal que expresa la intensidad de las condiciones ácidas o alcalinas de una solución. Tiene mucha importancia porque influye en la mayoría de los procesos químicos industriales y ambientales.

DESCRIPCIÓN DE LA TECNICA EMPLEADA

Curva de titulación

Las valoraciones se representan mediante curva de valoración en las que suele representarse como variable independiente el volumen añadido de disolución estándar, titulante o patrón, mientras la variable dependiente es la concentración del analito en la etapa correspondiente de valoración(en valoraciones ácido –base es generalmente el pH de la disolución, que cambia según la composición de las dos disoluciones).

Para mejorar la exactitud del resultado, entonces se puede determinar el ∆pH/∆v y el volumen medio de NaOH agregado y se construye el gráfico de ∆pH/∆v vs volumen medio del titulante (NaOH, por ejemplo); esta técnica recibe el nombre de primera derivada.

De acuerdo a lo anterior, una mejor aproximación al resultado real, es graficando ∆2 pH /∆V 2 vs el volumen medio de la primera derivada del titulante.

REACCIONES QUÍMICAS IMPORTANTES

Estandarización de NaOH con biftalato de potasio.

K C8 H 5O4+NaOH→NaC8 H5O4+KOH

Determinación de Acidez en vinagre (ácido acético) por titulación con NaOH.

CH 3COOH+NaOH →CH 3COONa+H2O

Electrodo mixto de Ion selectivo

Indicador: vidrio

Referencia: Ag/AgCl

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LOS INSTRUMENTOS

pH-metro

Es un sensor utilizado en el método electroquímico para medir el pH de una disolución. La determinación de pH consiste en medir el potencial que se desarrolla a través de una fina membrana de vidrio que separa dos soluciones con diferente concentración de patrones. En consecuencia se conoce muy bien la sensibilidad y la selectividad de las membranas de vidrio delante el pH.

Celda para medida de pH

Consiste en un par de electrones, uno de calomel (mercurio, cloruro de mercurio) y otro de vidrio, sumergidos en la disolución de la que queremos medir el pH.

Electrodo de Vidrio

Es un electrodo de membrana cuya membrana es vidrio, originalmente desarrollada para mediciones de pH. En la actualidad estos electrodos se encuentran disponibles siendo selectivos para iones como el Na+¿ . ¿

El electrodo de vidrio consiste en un electrodo indicador de vidrio y otro de referencia calomelanos saturado, sumergidos en la solución de pH desconocidos. El electrodo indicador se compone de una membrana de vidrio delgada, sensible al pH, que se sella en el extremo de un tubo de vidrio o plástico de pared gruesa. El tubo contiene un pequeño volumen de ácido clorhídrico, saturado con cloruro de plata, un alambre de plata en esta disolución forma un electrodo de referencia plata/cloruro de plata, conectado a una de las terminales de un potenciómetro. El electrodo de calomelanos está conectado a otro terminal.

CÁLCULOS DETALLADOS

Ejemplo de cálculos para las gráficas (estandarización del NaOH)

a) normal: para esta grafica no hacemos cálculo alguno solo tomamos algunos de los puntos

de los datos para agilizar el diagrama y con estos puntos calculamos los otros valores para

las gráficas de primera y segunda derivada.

b) Primera derivada:

V ' 1=V 1+V 22

=0+42

→ 0.5

V ' 2=V 2+V 32

=4+82

→ 1.5

pH ' 1= Δ pHΔV

= pH 2−pH 1V 2−V 1

= 3 .91−3 .664−0

→ 0.22

pH ' 2= Δ pHΔV

= pH 3−pH 2V 3−V 2

= 4 .35−3 . 918−4

→ 0.16

c) segunda derivada:

V ''1=V ' 1+V ' 22

=2+62

→ 1

pH '' 1= Δ pH 2

ΔV 2 = pH ' 2−pH ' 1V ' 2−V ' 1

=0 .11−0 .066−2

→ -0.06

Estandarización del NaOH con método potenciométrico:

*la masa de biftalato pesada fue de 0.2502 g

*el volumen teórico a gastado de NaOH es:

¿≡.biftalato=¿≡.NaOH

*El Peq será igual al su peso fórmula sobre la carga neta del Ion ( =1)

Peq KC8 H5O4=204 .22g/mol1

Peq C8 H5O4=204 .22g /Eq

0.2502204.22

1

=0.1 x V teórico NaOH

V teórico NaOH=12.25ml

*El volumen gastado o volumen en el punto de equivalencia lo hallamos del promedio de los

volúmenes equivalentes obtenidos por las tres graficas (normal, 1eraderivada, 2daderivada)

Veq=Veq (normal )+Veq(1eraderivada)+Veq(2daderivada )

3

Grafica No1: Veqnormal = 13.74ml

Grafica No2: Veq1derivada = 13.90ml


Veq = 13.74+13.90+13.71

3 = 13.78 ml.

*Reemplazando en la fórmula tenemos

0.2502g204.22 = 13.78x CNaOH → CNaOH = 0.08891 N

Tomamos solo este valor por ser obtenido mediante métodos potenciométrico por ser más

preciso que los métodos volumétricos

Titulación de solución CH3COOH con NaOH :

C(CH3COOH)=C (NaOH ) .Vgast . NaOH

V (CH 3COOH ) ……(2)

Titulación potenciómetro: el volumen gastado será igual al volumen en el punto de

equivalencia.

Veq=Veq (normal )+Veq(1eraderivada)+Veq(2daderivada )

3

Grafica No4: Veqnormal = 7.75ml

Grafica No5: Veq1derivada= 7.76ml


Veq = 7.743ml

En (2): C(CH3COOH)=C (NaOH ) .Vgast . NaOH

V (CH 3COOH ) = 0.08891.7 .743ml

10ml =0.0688N

TABLAS PARA GRAFICAR

ESTANDARIZACION DEL NaOH CON BIFTALATO DE POTASIO :

GRAFICA NORMAL PRIMERA DERIVADA SEGUNDA DERIVADA

V(ml) PH V´ ∆PH/∆V V´´ (∆PH)/(∆V)

0 3.71 0.5 0.22 1 -0.06 1 3.93 1.5 0.16 2 -0.01

2 4.09 2.5 0.15 3 -8.8818E-163 4.24 3.5 0.15 4.025 -0.0043294 4.39 4.55 0.14545455 5.05 -0.03434343

5.1 4.55 5.55 0.11111111 6.025 0.019883046 4.65 6.5 0.13 7 07 4.78 7.5 0.13 8 0.028 4.91 8.5 0.15 9 0.029 5.06 9.5 0.17 9.8 0.05

10 5.23 10.1 0.2 10.2 1.3323E-1410.2 5.27 10.3 0.2 10.4 8.8818E-1510.4 5.31 10.5 0.2 10.6 -0.2510.6 5.35 10.7 0.15 10.8 0.510.8 5.38 10.9 0.25 11.025 0.06666667

11 5.43 11.15 0.26666667 11.275 -0.0666666711.3 5.51 11.4 0.25 11.5 0.2511.5 5.56 11.6 0.3 11.725 -1.8874E-1411.7 5.62 11.85 0.3 11.975 1

12 5.71 12.1 0.55 12.2 -2.512.2 5.82 12.3 0.05 12.4 3.512.4 5.83 12.5 0.75 12.575 -0.3333333312.6 5.98 12.65 0.7 12.725 -0.6666666712.7 6.05 12.8 0.6 12.875 1.3333333312.9 6.17 12.95 0.8 13.05 1.16666667

13 6.25 13.15 1.03333333 13.275 0.6666666713.3 6.56 13.4 1.2 13.525 5.3333333313.5 6.8 13.65 2.53333333 13.775 -3.9333333313.8 7.56 13.9 1.55 14.025 4.46666667

14 7.87 14.15 2.66666667 14.275 -7.2666666714.3 8.67 14.4 0.85 14.525 -0.7333333314.5 8.84 14.65 0.66666667 14.775 0.5333333314.8 9.04 14.9 0.8 15.075 -0.57142857

15 9.2 15.25 0.6 15.5 -0.215.5 9.5 15.75 0.5 16 -0.08

16 9.75 16.25 0.46 16.5 -0.2416.5 9.98 16.75 0.34 17 -0.04

17 10.15 17.25 0.32 17.5 -0.1217.5 10.31 17.75 0.26 18.125 -0.13333333

18 10.44 18.5 0.16 19 -0.0419 10.6 19.5 0.12 14.75 -0.0437894720 10.72 10 0.536 5 0.0536

TITULACION DE CH3COOH CON NaOH :

GRAFICA NORMAL PRIMERA DERIVADA SEGUNDA DERIVADA

V(ml) PH V´ (∆PH)/(∆V) V´´ (∆PH)2/(∆V)2

0 2.86 0.3 0.28333333 0.575 0.066666670.6 3.03 0.85 0.32 1.075 0.066666671.1 3.19 1.3 0.35 1.525 -0.155555561.5 3.33 1.75 0.28 2.025 0.00606061

2 3.47 2.3 0.28333333 2.575 -0.042424242.6 3.64 2.85 0.26 3.1 7.963.1 3.77 3.35 4.24 3.6 -15.843.6 5.89 3.85 -3.68 4.075 8.622222224.1 4.05 4.3 0.2 4.525 0.222222224.5 4.13 4.75 0.3 5 -0.08

5 4.28 5.25 0.26 5.525 0.163636365.5 4.41 5.8 0.35 6.075 0.26.1 4.62 6.35 0.46 6.6 0.366.6 4.85 6.85 0.64 7.1 2.247.1 5.17 7.35 1.76 7.6 8.087.6 6.05 7.85 5.8 8.1 -8.568.1 8.95 8.35 1.52 8.575 -2.044444448.6 9.71 8.8 0.6 9.025 -0.48888889

9 9.95 9.25 0.38 9.625 -0.173333339.5 10.14 10 0.25 10.5 -0.09

10.5 10.39 11 0.16 11.5 -0.0511.5 10.55 12 0.11 9.125 -0.12918261

12.5 10.66 6.25 0.8528 3.125 0.136448

TABLA DE RESULTADOS

Volumen gastado en la Estandarización del NaOH :

Volumen teóricoNaOH VolumenexperimentalNaOH

12.25 ml 13.78ml

Error respecto al Volumen de Estandarización del NaOH :

%Error 12.49%

Concentración del NaOH :

Normalidad teóricaNaOH Normalidad experimentalNaOH

0.1 N 0.08891 N

Error respecto a la Normalidad del NaOH :

%Error 11.09%

Volumen gastado de NaOH en la titulación del Vinagre :

Volumen NaOH 7.743ml

Normalidad del Vinagre :

Normalidad 0.0688N

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

Al principio, la solución valorante se agrega en incrementos relativamente grandes, cuando se acerca el punto final, se disminuyen de volumen los incrementos que se agregan.

En la estandarización de NaOH con biftalato de potasio, se tuvo como objetivo, la determinación de la normalidad corregida, el cual resultó 0.08891N.

A partir de este resultado, se calcula, junto al volumen promedio el punto de equivalente de las gráficas la normalidad corregida del vinagre que resultó ser 0.0688N.

CONCLUSIONES

El pH de equivalencia es débilmente ácido. La pendiente de curva es suave por la acción amortiguadora El pH en el punto de equivalencia es mayor a siete. La determinación del punto final a través de la titulación con indicador, no es

recomendable efectuarla para obtener un resultado confiable. El sistema de electrodos de vidrio/calomelanos se usa en disoluciones que

contengan oxidantes y reductores fuertes. El método potenciométrico es aplicable a soluciones turbias, fluorescentes,

opacas, coloreadas, etc. El electrodo de vidrio es relativamente inmune a las interferencias de color,

turbidez, material coloidal, cloro libre, oxidante y reductor.

RECOMENDACIONES

La medida de pH se afecta cuando la superficie de la membrana de vidrio está sucia con grasa o material orgánico insoluble en agua, que le impide hacer contacto con la muestra, por lo tanto, se recomienda la limpieza escrupulosa de los electrodos

Los electrodos tienen que ser enjuagados con agua destilada entre muestras. No secar con un trapo, porque se podrían cargar electrostáticamente; más bien se deben colocar suavemente sobre un papel, sin pelusa, para quitar el exceso de agua.

Se recomienda que se guarde en una solución de KCL 4M, o en un buffer de solución de pH 4 o 7 .

No se debe guardar el electrodo en agua destilada, porque eso causaría que los iones resbalaran por el bulbo de vidrio y el electrodo se volvería inútil.

Como los electrodos de vidrio de pH mesuran la concentración de H+¿¿relativa a sus referencias, tienen que ser calibrados periódicamente para asegurar la precisión. Por eso se utilizan buffers de concentración conocida.

La muestra debe estar a 25ºC, que es la temperatura de referencia para la medición de pH; de esta manera. Se evitará el error por interferencia de temperatura.

BIBLIOGRAFÍA

LIBROS:

Skoog.Holler.Nieman. “Principios de Análisis Instrumental” 5º edición. Mc. Gran Hill. España 2001.

D. Harris: “Análisis Químico Cuantitativo”. Grupo Editorial Iberoamericana. México 1992.

Skoog.D. “Análisis cuantitativo. Edit. Mc. Graw hill. México 1992 Lucas Hernández. Claudio G. “Introducción al Análisis instrumental”.

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