UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA DE PETROLEO, GAS NATURAL Y PETROQUIMICAINDICADORES DE ACIDO-BASE MEDICIN DEL PH

Mogolln Zapata LeonardoJanampa GiancarlosRodrguez Motta Jerick

1. OBJETIVOS:A. Estuchar algunas propiedades generales de los lquidos y las soluciones acuosas binarias.B. Conocer los indicadores de pH y su forma de uso.C. Preparar soluciones diversas.

2. FUNDAMENTO TERICOSe denomina solucin a un sistema homogneo: compuesto por la mezcla de dos o ms sustancias denominarlas: soluto (el que se disuelve) y solvente (medio de disolucin)Como la mezcla puede efectuarse en diferentes fases, podemos encontrar:A. Soluciones liquidas (mezcla de 2 lquidos, slidos en lquido, gas en lquido).B. Soluciones gaseosas (mezcla de dos gases).C. Soluciones slidas (mezcla de 2 slidos).

2.1. Soluciones Acuosas:Debido a su alta polaridad, el agua es capaz de disolver con facilidad a las especies inicas o de considerable porcentaje inico, disocindolas en aniones (parte negativa) y cationes (parte positiva) ejemplo: disuelve con facilidad a los cidos y bases fuertes (an de enlaces covalentes) y las sales provenientes de ambas: HCI, NaOH, KOH, NaCl, H2SO4 Na2SO4.Las sustancias covalentes polares, con radicales H+ y OH- en sus estructuras, se ionizan parcialmente Ejemplo: CH3COoH HCOOH, NH4OH. Otras permanecen sin disociarse mantenindose como molcula. Ejemplo: sacarosa: (C6H1206)2Principales formas ce expresar la concentracin de una solucin:a. % en un peso (%p/p) gr soluto / 100 gr solucinb. % vol (% y/y): mi soluto/100 mi solucinc. Peso en volumen (%p/v) gr soluto/100 ml solucin.d. Molaridad (M): moles soluto/volumen de solucine. Normalidad (N): peso equivalente/litro solucinf. Molalidad (m): moles soluto/Kg solvente

2.2. Bases en Solucincido:Sustancia donadora de protonesHCI+ H20=>H30+ + CL Acido 1 Base 1 Acido 2 Base 2

Base:Receptora de protonesNH3 +H20 =>0H-+NH4+ Base 1Acido 1Base 2Acido 2

Como podemos observar, el agua es anftera, se comporta como un cido o como una base.

2.3. Auto ionizacin del AguaEl agua se ioniza ligeramente en la proporcin de 10-7 moles/Lt (a 25C).H20 + H20 = H30+ + OH

El producto ce la concentracin molar:Kw = (H+) (OH-) = 10-14

Es una constante denominada producto inico del agua. Cuando se disuelve un cido en agua, aporta protones Ht aumentando la concentracin de iones hidronio, H3O~ como consecuencia, deber disminuir la concentracin de los iones oxidrilo 0H para mantener Kw invariable. La forma de expresar la concentracin de H30+ en solucin, es mediante el pH.pH = -log(H3O+)en general: -Iog(H30+) (OH-) -log KwpH + pOH = pKw = 14(H30+) = 10-pH y - (0H-) = 10-pOH

En soluciones diluidas ce cido o base fuerte, se considera que la disociacin ha sido completa. Ejemplo: una solucin de KOH 0.1M contiene: (OH-) 0.1pOH = -log 0.1 = 1pH+pOH =14pH = 13

Un cido o base dbil se disocia parcialmente. Ejemplo: una solucin de cido frmico 0.1 M:HC00H + H20 = H30+ - HCOO-0.1 - x x x(x) = disociacin parcial del cido (H30+) (HC00-) = Sistema en equilibrio

Se considera que en el equilibrio:

Para hacer el clculo de x, se considera que este valor, frente a 0.1, es muy pequeo, por lo tanto, no se toma en cuenta (en el denominador) una vez determinado x se podr calcular el PH de la solucin.

Las sales provenientes de un cido (anin) dbil y - base (catin) fuerte presentan reaccin ligeramente bsica debido a un proceso de hidrlisis:

En este caso el NaOH es un electrlito fuerte, por lo tanto la solucin presentar un PH ligeramente alto.Por la misma razn, las sales formadas por un catin dbil y. un anin fuerte en solucin presenta un pH ligeramente cido:

El pH de una solucin se determina mediante un indicador cido-base (en solucin), un papel pH o un potencimetro. Las 2 primeras se basan en el cambio de color debido al pH. Un indicador acido-base consiste en un par cido base dbil en la cual el cido (lnd) y su base conjugada (md) tiene diferente color, la concentracin de ambas formas estn relacionadas mediante la constante de disolucin del cido.Hlnd +H20 =H30 +lndColor 1Color 2

debido a que:

La mayora de los indicadores, a concentraciones altas de (H30+); estn bajo la forma bsica.Cuando Ka = (H3O+), las concentraciones de las formas cida y bsica son iguales:

3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL3.1. Materiales Necesarios Probeta de 300-250 y 100 mL Varilla de vidrio Matraz de 500mL Densmetro 1-14 aermetro Fiola de 100 mL Erlenmeyer de 250Ml Bureta 9 tubos de prueba 2 pipetas graduadas de 20mL Piceta con agua destilada 2 vasos de 100 mL 1 gradilla portatubos

3.2. Reactivos Solucin saturada de K2SO4 8 indicadores en frascos goteros de 100ml MgSO4 cristalizado Solucin de HCl 1 M Soluciones de NaCl sal 22.5 y 7.5 Solucin de NaOH 1 M NaOH 1N Muestra de pH desconocida Fenolftalena NH4COONa(s) Papel tornasol NaHCO3(s) Papel pH universal NaCO3(s)

3.3. Experimentos3.3.1 Experimento N1: Indicadores de PHa. Indicadores de color como una funcin de pHi. Con ayuda de una pipeta graduada y agua destilada, preparar 10 ml de soluciones de HCI y NaOH: 10-1,10-2 10-4, 10-10,10-12, 10-14, M, en los tubos de prueba limpios y numerados.ii. Agregar exactamente 2 gotas die indicador a cada tubo de prueba y observar la variacin de color conforme el pH aumenta.iii. Repetir los pasos anteriores para los restantes indicadores, anotando la variacin de color en los tubos.

b. Determinacin del pHi. En los tubos separados y rotulados, disolver en aproximadamente 5mI de agua destilada, 05 grs de las siguientes sustancias CH3COONa, NaHCO3, Na2COa, NH4CI.ii. Observar con ayuda del papel tornasol y el pH Universal, que pH, aproximadamente tiene cada una de las soluciones.iii. Con ayuda del anaranjado de metilo y fenolftalena determinar el valor aproximado del pH.c. Determinacin del pH die una muestra desconocida.i. Poner 10 ml de la muestra en un tubo de ensayo.ii. Adicionar dos gotas del indicador que es un cido dbil (ver la Tabla N1) y anotar el color observado.iii. Repetir el procedimiento anterior con, los dems indicadores anotando el color observado.

4. Datos y clculos:Nombre ComnCambio de color

AcidoBase

Anaranjado de metiloRojoAmarillo

Rojo de metiloRojoAmarillo

Rojo congoMoradoRojo

Rojo de cresolNaranjaLila

FenolftalenaIncoloroRojo

Azul de timolRojo Azul

TornasolRojoAzul

Azul de metilenoAzul claroAzul oscuro

5. Cuestionario:

1. D ejemplos de soluciones lquidas no acuosas Gas nafta Gasolina Blanca Asfalto lquido Kerosene Esmalte alquidlico Barniz Resinas naturales

2. Qu son cidos y bases dbiles? Uncido dbiles aquelcidoque no est totalmente disociado en unadisolucinacuosa.Aporta ionesH+al medio, pero tambin es capaz de aceptarlos. Si representramos el cido con la frmula general HA, en una disolucin acuosa una cantidad significativa de HA permanece sin disociar, mientras que el resto del cido se disociar enionespositivosH+y negativosA, formando unequilibrio cido-baseen la siguiente forma:

HA(aq)H+(aq)+A(aq).

Una base dbil es una sustancia que en solucin acuosa capta protones o iones H+ y se disocia parcialmente. Tambin una base es aquella sustancia que tiene grupos oxhidrilo en su molcula y que en solucin acuosa los libera. Las aminas tambin son bases dbiles porque en solucin acuosa captan hidrgenos y liberan oxhidrilos.

3. Cul es la diferencia entre una solucin cida, bsica y neutra?Cuando la concentracin de protones y de oxhidrilos es la misma, la solucin es neutra; tiene un pH igual a 7.

Cuando se aade un cido al agua pura (neutra) aumenta concentracin de protones, y ello da lugar a soluciones cidas; tiene un pH menor de 7.

Cuando se aade una base al agua pura (neutra) aumenta la concentracin de oxhidrilos, y ello da origen a soluciones bsicas; tiene un pH mayor a 7.

Por tanto, una solucin neutra tiene una concentracin de iones hidrgeno (protones) igual a 10-7 moles/litro; una solucin cida tiene una concentracin de protones mayor que 10-7; y una solucin bsica tiene una concentracin de protones menor que 10-7.

4. Cules son los pH de una solucin 0.02 N de HCI y una solucin de KOH 0.02 N?

pH (HCl) :

HCl (0.02N) N = M. (: numero de H) N = M=1

M= [H+]= 0.02 M pH = - log[H+]= 1.6989 (acido fuerte)

pH (KOH) :

KOH (0.02N) N = M. (: numero de OH) N = M=1

M= [OH-]= 0.02 M pOH = - log[OH+]= 1.6989 pOH+pH = 14

pH = 14 pOH = 14 1.6989 pH = 12.301 (base fuerte)

5. Para el Experimento N02-b, indique el color de la muestra para cada indicador y determine en forma aproximada el pH de la muestra.INDICADOR(pH= 12)ACIDOBASE

TORNASOLROJO (PH=2)AZUL(pH= 12)

FENOFTALEINAINCOLORO (pH= 2)ROJO GROSELLA(pH= 12)

ANARANJADO DE METILOROJO(pH= 2)AMARILLO(pH= 12)

ROJO DE CRESOLNARANJA(pH= 2)LILA (UVITA)(pH= 12)

AZUL DE METILENOAZUL CLARO(pH= 2)AZUL OSCURO(pH= 12)

ROJO DE CONGOMORADO(pH= 2)ROJO(pH= 12)

AZUL DE TIMOLROJO(pH= 2)AZUL(pH= 12)

ROJO DE METILOROJO(pH= 2)AMARILLO(pH= 12)

6. Conclusiones:Realizados los experimentos, podemos concluir que los indicadores no ayudan considerablemente a identificar que tipo de solucin se tiene (acida, bsica o neutra);tambin podemos conocer aproximadamente la concentracin de los iones OH y H que nos indican si una sustancia es acida o bsica.