constante de acides.docx
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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ZARAGOZA
QUÍMICA FARMACÉUTICO BIOLÓGICA
LABORATORIO DE CIENCIA BASICA II
CONSTANTE DE ACIDEZ DEL ACIDO LACTICO
PROFESORA: MARIA DOLORES CASTILLO MONTIEL
ALUMNO: MEZA PARTIDA CARLOS ALBERTO
GRUPO 2205
FECHA: 13- MARZO – 2015
Planteamiento
Determinar la constante del acido láctico (C3H6O3)
Hipótesis
Determinar que en un momento la concentración del ion del acido láctico será igual al del acido, que su pH sea igual a su pka a la mitad de la titulación, a partir de la disociación de acido láctico (C3H6O3)
Objetivos
Encontrar experimentalmente la constante de disociación de acido láctico (C3H6O3)
Aprender a utilizar un potenciómetro
Resumen
Basándonos en la teoría de Bronsted-Lowry se realizaron varias titulaciones distintas y con ellas se pudieron determinar las concentraciones de nuestras sustancias: en una de ellas fue para conocer la concentración real y en otra para descubrir el punto de equivalencia y poder sacar la constante de acidez. En especial con la ayuda de un potenciómetro y la titulación potenciometrica se determinaron el pH experimental del acido láctico, así como su concentración y punto de equivalencia de disociación. El resultado no es lo esperado sin embargo es aceptable al estar un poco arriba del margen de error , para la próxima vez que se realice se tendrá que estar más atento.
Teoría
Bronsted- lowry dicen que un acido es cualquier sustancia en estado acuoso, pude donar o liberar un proton H+; y una base que es aquella sustancia que pueda aceptar ese proton, cuando se ionizan en agua liberan iones hidroxilo (OH-) .
Equilibrio químico
En las reacciones químicas a la combinación de reactivos nos forman productos a cierta velocidad, sin embargo los productos forman reactivos . cuando se alcanza el equilibrio la velocidad de reacción directa o inversa son iguales y las concentraciones son iguales , es decir, son constantes tanto en reactivos como productos
Para que la reacción suceda sus factores que son temperatura y presión deben ser constantes en un recipiente que no permita una entrada o salida de sustancia
Constante de acidez
Se le conoce así a la disociación de acida (ka) que se puede definir como una relación entre el acido que se disocia y el acido sin disocia, lo cual se refiere a las concentraciones; a mayor valor, más fuerte es el ácido, y más disociado estará el ácido, a una concentración dada, en su base conjugada y el ion hidronio. La fuerza de
una base está cuantificada por el valor de Ka de su ácido conjugado. Para calcularlo se deduce las siguientes ecuaciones.
AB↔ A+B
Donde AB es reactivo
A+B son productos
ka=[A ] [B ][AB ]
Titulaciones potenciométricas
En la mayoría de titulaciones el potencial se mide después de cada adición del titulante, y al momento de analizar los resultados de concentraciones que se obtienen se grafican contra el volumen de titilante para dar una curva de titulación, con la cual se puede saber el punto de equivalencia
En la potenciometrica que es una técnica donde se utilizan electrodos uno que es de referencia el cual es un potencial constante y conocido con relación al tiempo. Además se requiere de un electrodo que será el de trabajo, este en lo particular tiene una sensibilidad por el ion hidrogeno, asi se puede leer el pH este estará registrado en la pantalla del potenciómetro. Para determinar el punto final, es cuando se analiza el volumen gastado que es relativamente grande al momento de agregarlo al titulado.
Punto de equivalencia
Con el potenciómetro se puede definir el punto de equivalencia, ya que con este instrumento se podrá hacer la curva de titulación con los datos registrados cuya grafica resulta de la medición de pH contra volumen del titulante.
pH
Es la unidad de medida para conocer si una sustancia es acida o básica, esta riene una escala de 1 a 14 para ver si es asido tomando valores de 1 a 6.5 se le considera sustancia acida entre mas cercano sea el valor a 1 será mayor su acidez ; para la base se toma en cuenta a partir de 7 a 14 donde el 14 es el valor más alto de alcalinidad
Todo esto nos lleva a la definición del principio de Le Chatelier el cual dice “toda modificación de un factor como la temperatura, presión y/o concentración provocara un desplazamiento del equilibrio en el sentido a oponerse a tal variación para igualar tal modificación “
Parte experimental
Material
PesafiltroDesecadorMatraz aforado 150 mlMatraz aforado 100mlPipeta graduada 1/100Vasos Precipitado 250, 100,50 y 30 mlVidrio de reloj Soporte universalPinza doble Perilla de seguridadBureta 25 mlProbeta 100 ml
Instrumentos Balanza analíticaTermómetroPotenciómetroParrilla de agitación
Equipo Parrilla de agitación
ReactivosAgua destiladaAgua inyectableNaOH KC8H5O4 C3H5O3
Procedimiento
Secado de el KC8H5O4
1) Se colocara en un pesafiltro la cantidad pedida de el KC8H5O4, será introducida en una estufa para secarlo, posteriormente de dejarlo 1 hora de 105 °C a 110 °C se depositara en el desecador para su enfriamiento y posteriormente utilizarlo.
Estandarización 1) Con la ayuda del vidrio de reloj se pesara aproximadamente 0.42 gramos de NaOH, los
cuales se vaciaran en un matraz aforado de 150 ml y posteriormente se disolverán con agua inyectable para obtener una concentración cercana a 0.7M
2) Después de secar el KC8H5O4 se pesara 0.0714 gramos de esta sustancia en un matraz erlen meyer de 50 ml (se repetirá otras dos veces para obtener 3 alícuotas)
3) Al tener nuestras disoluciones se procederá a titular por pesadas, para ello se colocara cierta cantidad de la solución de NaOH en una bureta y será colocada en una pinza doble la cual a su vez estará en un soporte universal , por debajo del sistema se colocara una parrilla de agitación el cual contendrá la alícuota de KC8H5O4 con un agitador magnético y 3 gotas de fenolftaleína para ser titulado. Se agregara la cantidad necesaria hasta que cambie de color a un tono rosado
Titulacion Potenciometrica
1) Se preparara una disolución de acido láctico (C3H6O3) sonde se tomaran O.61 ml del acido y serán depositados en un matraz aforado de 100 ml y se aforara lo que falta con agua destilada.
2) Para la calibración de un potenciómetro se utilizaran soluciones de pH 7 y 4 .Los electrodos se lavaran y limpiaran con agua destilada posteriormente se colocaran en una solución de pH 7,hasta que calibre, se volverán a limpiar con agua destilada y se calibran con la solución de pH 4
3) Después se tomara una alícuota de 25 ml de la disolución del acido y se depositara a un vaso precipitado de 50 ml, el cual tomara lugar de las alícuotas de NaOH quedando así; en la parrilla se colocara el vaso precipitado de 50 ml con la alícuota, con unas gotas de fenolftaleína y el agitador, se colocaran los electrodos del potenciómetro.
En la burata se mantiene la solución de NaOH , que posteriormente se agregara al titulado.
4) Se registrara el valor de pH y ml gastados para neutralizar las concentraciones. Y así sucesivamente se tomaran registro de pH y volumen gastado hasta llegar al punto final. (el paso 3 y 4 se realizan otras dos veces)
Resultados Estandarización de hidróxido de sodio NaOH con bifltalato de potasio (KC8H5O4
Gramos pesados de NaOH 0.454
g KC8H5O4 Volumen inicial ml NaOH
Volumen final ml NaOH
Gasto ml NaOH
Concentración molar de KC8H5O4
0.0711 0 4.9 4.9 0.0697 M0.0721 0 5.1 5.1 0.0706 M0.0709 0 5 5 0.0695 M
Muestra 1
n =( 0.0697 n/L)(0.005L) = 3.485x10-4 de KC8H5O4
como la relación es 1:1 wl numero de moles será igual para NaOH
M NaOH=3.485x 10−4n0.0049 L
=0.0711
Muestra 2n =( 0.0706 n/L)(0.005L) = 3.53x10-4 de KC8H5O4
M NaOH=3.53x 10−40.0051 L
=0.0692
Muestra 3n =( 0.0695 n/L)(0.005L) = 3.475x10-4 de KC8H5O4
M NaOH=3.475 X10−4n0.005 L
=0.0695
Promedio = 0.069 N
Titulacion Potenciometrica
0 5 10 15 20 250
2
4
6
8
10
12
14
3.365
6.73
Titulacion potenciome-trica de acido lactico
Vol ml NaOH
pH
Tabla 1 titulación potenciometrica muestra 1 metodo tangentes muestra el punto de equivalencia (16, 6.73) , interpolando pka (8,3.365 ).
Relación ml adicionados de NaOH y pH acido láctico MUESTRA 1
VOL (ml) agregado NaOH pH
0 2.84 3.38 3.74
10 4.0311 4.1812 4.3213 4.4814 4.7215 5.1216 6.73
16.5 9.6317 10.3818 10.9919 11.2220 11.421 11.5222 11.6
(16, 6.73 ) punto de equivalencia
% error pka=3.86— 3.3653.86
x 100=5.44%
concentracion deacido lactico=0.0711 x1620
=0.056M
Tabla 2 muestra 1 de titulación potenciometrica método de círculos pka interpolado (8,365)
0 5 10 15 20 250 3.7
4
6.73
Phinterpolar pkaVol ml NaOH
pH
0 5 10 15 20 250
2
4
6
8
10
12
14
3.365
Vol ml NaOH
pH
Tabla 3 relación de pH acido láctico y ml adicionados NaOH por 1ra y 2derivada
Tabla 4 primera derivada, interpolando pka
0 5 10 15 20 250
1
2
3
4
5
6
7
8.125
5.8
v med
∆Ph/
∆V
Tabla 5 segunda derivada muestra 1, interpolando pka
pH2 -Ph1Vol 2 - Vol 1 ∆Ph/∆V (V2+V1)/2
(∆Ph/∆V)2-(∆Ph/∆V)1 (vmed1+vmed2)/2
p H ml NaOH ∆Ph ∆V V.med Vmed 22.8 0 3.3 4 0.5 4 0.125 2
3.74 8 0.44 4 0.11 6 -0.015 44.03 10 0.29 2 0.145 9 0.035 7.54.18 11 0.15 1 0.15 10.5 0.005 9.754.32 12 0.14 1 0.14 11.5 -0.01 114.48 13 0.16 1 0.16 12.5 0.02 124.72 14 0.24 1 0.24 13.5 0.08 135.12 15 0.4 1 0.4 14.5 0.16 146.73 16 1.61 1 1.61 15.5 1.21 159.63 16.5 2.9 0.5 5.8 16.25 4.19 15.875
10.38 17 0.75 0.5 1.5 16.75 -4.3 16.510.99 18 0.61 1 0.61 17.5 -0.89 17.12511.22 19 0.23 1 0.23 18.5 -0.38 18
11.4 20 0.18 1 0.18 19.5 -0.05 1911.52 21 0.12 1 0.12 20.5 -0.06 20
11.6 22 0.08 1 0.08 21.5 -0.04 21
Muestra 2 titulacion potenciometrica
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
16.1875pka
(15.875,4.19)
(16.5 , -4.3)
Vmed 2
(∆Ph
/∆V)
2-(∆
Ph/∆
V)1
concentracion deacido lactico=0.0692x 1620
=0.055M
0 5 10 15 20 250
2
4
6
8
10
12
14
3.43
Titulacion potenciometrica de acido lactico
vol NaOH agregado
Ph
6: titulación potenciometrica muestra 2 metodo tangentes muestra el punto de equivalencia (16,6.86) , y su pka interpolado (8,3.43)
0 5 10 15 20 250
2
4
6
8
10
12
14
3.89
6.86
vol NaOH agregado
Ph
7-. Tabla 2 muestra 1 de titulación potenciometrica método de círculos pka interpolado (8,3.43)
Relación ml adicionados de NaOH y pH acido láctico MUESTRA 2
VOL (ml) agregado NaOH Ph0 2.92 3.164 3.436 3.678 3.89
10 4.0811 4.1912 4.2913 4.5114 4.7815 5.43
15.5 5.8816 6.86
16.5 9.7917 10.25
17.5 10.7118 11.0419 11.1620 11.3221 11.4622 11.5423 11.62
El volumen 16 y pH 6.86 representan el punto de equivalencia
8 relación de pH acido láctico y ml adicionados NaOH por 1ra y 2derivada
pH2 -Ph1Vol 2 - Vol 1 ∆Ph/∆V (V2+V1)/2
(∆Ph/∆V)2-(∆Ph/∆V)1 (vmed1+vmed2)/2
ml NaOH ∆Ph ∆V V.med Vmed 20 2 0.26 2 0.13 1 4 0.27 2 0.135 3 0.005 26 0.24 2 0.12 5 -0.015 48 0.22 2 0.11 7 -0.01 6
10 0.19 2 0.095 9 -0.015 811 0.11 1 0.11 10.5 0.015 9.7512 0.1 1 0.1 11.5 -0.01 1113 0.22 1 0.22 12.5 0.12 1214 0.27 1 0.27 13.5 0.05 1315 0.65 1 0.65 14.5 0.38 14
15.5 0.45 0.5 0.9 15.25 0.25 14.87516 0.98 0.5 1.96 15.75 1.06 15.5
16.5 2.93 0.5 5.86 16.25 3.9 1617 0.46 0.5 0.92 16.75 -4.94 16.5
17.5 0.46 0.5 0.92 17.25 0 1718 0.33 0.5 0.66 17.75 -0.26 17.519 0.12 1 0.12 18.5 -0.54 18.12520 0.16 1 0.16 19.5 0.04 1921 0.14 1 0.14 20.5 -0.02 2022 0.08 1 0.08 21.5 -0.06 2123 0.08 1 0.08 22.5 0 22
0 5 10 15 20 250
1
2
3
4
5
6
7
8.125 ml
5.86
V.med
∆Ph/
∆V
0 5 10 15 20 250
2
4
6
8
10
12
14
3.89
6.86
vol NaOH agregadoPh
9 grafica por primera derivada y su interpolación
Muestra 3 titulacion potenciometrica
0 5 10 15 20 25
-6
-4
-2
0
2
4
6
16.25
3.9
-4.94
v med 2
(∆Ph
/∆V)
2-(∆
Ph/∆
V)1
0 5 10 15 20 250
1
2
3
4
5
6
7
8.125 ml
5.86
V.med ∆P
h/∆V
10 : grafica datos por segunda derivada
% error pka=3.86— 3.7853.86
x 100=1.9%
concentracion deacido lactico=0.0695 x17.520
=0.0608M
0 5 10 15 20 250
2
4
6
8
10
12
14
3.785
Títulacion potenciometrica muestra 3
vol NaOH agregado
Ph11 grafica :de los datos obtenidos por la titulacion de la muestra 3, se interpola el pka ( 8.75,3.785)
Relacion ml agregados NaOH, y pH acido láctico VOL (ml) agregado NaOH Ph
0 2.42 2.814 3.116 3.388 3.62
10 3.8611 412 4.0213 4.1314 4.3815 4.62
15.5 4.6816 4.81
16.5 5.4817 6.3
17.5 7.5718 10.28
18.5 1120 11.2121 11.3222 11.4223 11.62
El volumen 17.5 y pH representan el punto de equivalencia
12 grafica: de los datos obtenidos por la titulación de la muestra 3, se interpola el pka ( 8.75,3.785)
0 5 10 15 20 250
2
4
6
8
10
12
14
3.785
7.57
vol NaOH agregado
Ph
13 relación de pH acido láctico y ml adicionados NaOH por 1ra y 2derivada
pH2 -Ph1Vol 2 - Vol 1 ∆Ph/∆V (V2+V1)/2
(∆Ph/∆V)2-(∆Ph/∆V)1 (vmed1+vmed2)/2
p H ml NaOH ∆Ph ∆V V.med Vmed 22.4 0
2.81 2 0.41 2 0.205 1 3.11 4 0.3 2 0.15 3 -0.055 23.38 6 0.27 2 0.135 5 -0.015 43.62 8 0.24 2 0.12 7 -0.015 63.86 10 0.24 2 0.12 9 0 8
4 11 0.14 1 0.14 10.5 0.02 9.754.02 12 0.02 1 0.02 11.5 -0.12 114.13 13 0.11 1 0.11 12.5 0.09 124.38 14 0.25 1 0.25 13.5 0.14 134.62 15 0.24 1 0.24 14.5 -0.01 144.68 15.5 0.06 0.5 0.12 15.25 -0.12 14.8754.81 16 0.13 0.5 0.26 15.75 0.14 15.55.48 16.5 0.67 0.5 1.34 16.25 1.08 16
6.3 17 0.82 0.5 1.64 16.75 0.3 16.57.57 17.5 1.27 0.5 2.54 17.25 0.9 17
10.28 18 2.71 0.5 5.42 17.75 2.88 17.511 18.5 0.72 0.5 1.44 18.25 -3.98 18
11.21 20 0.21 1.5 0.14 19.25 -1.3 18.75
11.32 21 0.11 1 0.11 20.5 -0.03 19.87511.42 22 0.1 1 0.1 21.5 -0.01 2111.62 23 0.2 1 0.2 22.5 0.1 22
14 datos graficados por 1ra derivada
0 5 10 15 20 250
1
2
3
4
5
6
8.875
5.42
vol med
∆Ph/
∆V
0 5 10 15 20 25
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
17.5
2.88
-3.98
vol med 2
(∆Ph
/∆V)
2-(∆
Ph/∆
V)1
Constante de acidez (Ka) valor teórico 1.38x10-4
Método Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3 MEDIA Desviación estándar
Coeficiente de variación
Tangente 10-3.365 =4.315x10-4 10-3.43 =3.71x10-4 10-3.785 =1.64x10-4 3.22X10-4 1.40x10-5 4.34
Círculos 10-3.365 =4.315x10-4 10-3.43 =3.71x10-4 10-3.785 =1.64x10-4 3.22X10-4 1.40x10-5 4.34
1ra derivada 10 -2.9 =1.25x10-3 10-2.93=1.174x10-3 10-2.71 =1.949x10-3 1.45x10-3 4.27x10-5 3.55
2da derivada 10-.58 =3.8 100.52=3.311 10.5 =3.162 3.424 0.30 8.76
Conclusiones y análisis de datos
El valor numérico de Ka parece aceptable en termino general, hubo un porcentaje de error muy alto con las constantes, hay que destacar que de las 3 repeticiones la que más se acerco fue en la muestra 3 de la titulación potenciométrica, ya que se percibe que el cambio y neutralización ocurrió a los 17.5 ml y no a los 16 que sucedieron en las primeras dos. Lo cual concuerda con los porcentajes de error de pka. Se puede deber a que no se lavaron bien el material, no se agrego correctamente la titulación, parte de la solución de hidróxido estaba contaminada ya que el envase donde se deposito se percibía cosas que no se pudieron quitar Al momento de lavarlo
Referencias.-Mortimer, Charles E., Química, Grupo Editorial Iberoamérica, 5ª edición, 1983.-Brown, Theodore L., Química. La ciencia central., Pearson Educación, novena edición, 2004.