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FACULTAD DE OCEANOGRAFÍA, PESQUERÍA Y CIENCIAS ALIMENTARIAS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA ALIMENTARIAS
CURSO:
Análisis Químic Ins!"um#n!$l
TEMA:
%P!#ncim#!"i$&M#'i'$ '#l ()*
INTEGRANTES:
C$+#$s L$n$sc$ M#liss$
Cc"inc -#"m.'# Y#ss#ni$
C/u"$ A0$mu" Liss#!
C"is(ín C#n!#n S!#1$n2 Alici$
DOCENTE:
ING3 Luis Encin$s
)ORARIO:
4i#"n#s 5366 P3M A 7 P3M3
FEC)A:
68 9 6 9 8;
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INTRODUCCI<N
La calidad del agua y el pH son a menudo mencionados en la misma frase. El pH es un
factor muy importante, porque determinados procesos químicos solamente pueden tener
lugar a un determinado pH. Cuando hablamos de acido y alcalino estamos hablando de
hidrogeno. Acido es una sustancia que suelta hidrogeno en una solución química y, alcalino
es una sustancia que remueve el hidrogeno de una solución química.
Lo acido y lo alcalino se miden en pH hidrogeno potencial!, en una escala que va del " al
"#$ siendo uno lo mas acido y catorce lo mas alcalino.
%oda solución es acida o alcalina, tanto en el cuerpo humano como fuera de el. La sangre,
los fluidos estomacales el vino, el caf&, etc. tienen un determinado pH.
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FUNDAMENTO
La medición del pH se basa en el diferencial que se produce entre los iones contenidos en
el bulbo del electrodo y los iones hidrogeno que contiene el medio que se esta anali'ando.
O-=ETI4OS
• (econocimiento y mane)o del medidor d pH.
• Calibración del potenciómetromedidor del pH!
• *edida del pH en muestras y soluciones preparadas.
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MARCO TE<RICO
POTENCIOMETRÍA
La +otenciometría es una de las tantas t&cnicas abarcadas
por la electroanalítica. Los m&todos de rasgos
electroanalíticos son procesos instrumentales empleados
para distintos anlisis. Emplean todas las propiedades
electroquímicas con las que cuenta una determinada
solución para precisar debidamente la concentración que
&sta posee de un analito. Chang, 1992)
Como lo que se mide es una diferencia de potencial entre dos electrodos es deseable que el
potencial de uno de los electrodos sea conocido, constante en el tiempo e independiente dela composición de la solución que se estudia. A este tipo de electrodos se les conoce como
electrodos de referencia. El electrodo de referencia debe retornar a su potencial original
despu&s de haber estado sometido a corrientes peque-as, y que sus propiedades varíen
poco con la temperatura. El electrodo de referencia estndar es el de hidrógeno. Los
electrodos de referencia ms comnmente utili'ados en la prctica son el electrodo de
calomel y el de plata/cloruro de plata. Chang, 1992)
Como los electrodos de vidrio de pH miden la concentración de H0 relativa a sus
referencias deben ser calibrados periódicamente para asegurar la precisión. +ara esto se
usan buffers de calibración. Los buffers estndar que se utilicen deben escogerse convalores de pH en el entorno de los que se quieren determinar. Chang, 1992)
El#c!"'s '# R#1#"#nci$
En muchas aplicaciones es deseable que el potencial de media celda de uno de los
electrodos sea conocido, constante y completamente insensible a la composición de la
solución en estudio. 1n electrodo con estas características, se denomina electrodo de
referencia. Chang, 1992)
1n electrodo de referencia debe ser fcil de montar, proporcionar potenciales reproduciblesy tener un potencial sin cambios 2os electrodos comnmente utili'ados que satisfacen
estos requisitos son el Electrodo de Calomel y el Electrodo de +lata3Cloruro de +lata.
Chang, 1992)
El#c!"' '# C$lm#l
Las medias celdas de calomel se representan como sigue4
55 Hg6Cl6 saturado!, 7Cl x*! 5 Hg
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2onde x representa la concentración molar de cloruro de potasio en la solución. La
reacción del electrodo est dada por la ecuación
Hg 6Cl6 s!0 6e 89 6 Hg l!0 6 Cl 3
El electrodo saturado de calomel :CE! es el ms utili'ado por la facilidad de su preparación. :in embargo, comparado con los otros dos, posee un coeficiente de
temperatura algo mayor. Chang, 1992)
:e pueden obtener en el comercio varios tipos de electrodos de calomel que resultan
adecuados$ en la ;igura " se muestra un modelo típico. El cuerpo del electrodo consiste en
un tubo de vidrio de < a "< cm de largo y =,< a " cm de dimetro. 1n tubo interior contiene
una pasta de mercurio3cloruro de mercurio >! conectado a la solución saturada de cloruro
de potasio del tubo e?terno, a trav&s de un peque-o orificio. Chang, 1992)
;igura " 3 Electrodo de referencia de calomel típico
El#c!"' '# Pl$!$&Cl"u" '# Pl$!$
Consta de un electrodo de plata sumergido en una solución de cloruro de potasio saturada
tambi&n de cloruro de plata4
55 AgCl saturado!, 7Cl ?*! 5 Ag
La media reacción es4 AgCls!0 e 89 Ags!0 Cl@
ormalmente, este electrodo se prepara con una solución saturada de cloruro de potasio,
siendo su potencial a 6<BC de 0=,"D respecto al electrodo estndar de hidrógeno.
FroGn, H., "6!
El#c!"'s In'ic$'"#s
unto con el electrodo de referencia se utili'a un electrodo indicador cuya respuesta
depende de la concentración del analito. Los electrodos indicadores para las medidas
potenciom&tricas son de dos tipos fundamentales, denominados metlicos y de membrana.
FroGn, H., "6!
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El#c!"'s In'ic$'"#s M#!álics
Electrodos de primera especie para cationes. :e utili'an para la cuantificación del catión
proveniente del metal con que est construido el electrodo. FroGn, H., "6!
El#c!"'s In'ic$'"#s '# M#m+"$n$
2esde hace muchos a-os, el m&todo ms adecuado para la medida del pH consiste en
medir el potencial que se desarrolla a trav&s de una membrana de vidrio que separa dos
soluciones con diferente concentración de ion hidrógeno. FroGn, H., "6!
Es conveniente clasificar los electrodos de membrana en base a la composición de dicha
membrana.
A. Electrodos de membrana cristalina
". Cristal simple E)emplo4 La;I para determinar de ;3!
6. Cristal policristalino o me'cla E)emplo4 Ag6: para determinar :63 o Ag0!
F. Electrodos de membrana no cristalina
". idrio E)emplo4 vidrios al silicato para determinar H0 y cationes
monovalentes como a0!
6. Líquida E)emplo4 intercambiadores de iones líquidos para determinar Ca06
y transportadores neutros para 70!
I. Líquido inmovili'ado en polímero rígido E)emplo4 matri' de +C para
determinar Ca06, JI3
El mecanismo general por el cual se desarrolla un potencial selectivo al ion en estos
elementos es enteramente diferente de la fuente de potencial en electrodos de indicadores
metlicos. El potencial de un electrodo metlico surge de la tendencia de una reacción
química de o?idación/reducción a ocurrir en la superficie de un electrodo. En electrodos de
membrana, en cambio, el potencial observado es una clase de potencial de unión que se
desarrolla a trav&s de la membrana que separa a la solución del analito de una solución de
referencia. FroGn, H., "6!
El El#c!"' '# 4i'"i P$"$ l$ M#'i'$ '#l ()
La ;igura " muestra una celda para la medida del pH. Consiste en un par de electrodos,
uno de plata/cloruro de plata y otro de vidrio sumergidos en la solución cuyo pH se desea
medir.
Jbs&rvese que la celda contiene dos electrodos de referencia, cada uno con un potencial
constante e independiente del pH$ uno de estos electrodos de referencia es el electrodo
interno de plata/cloruro de plata, que es un componente del electrodo de vidrio pero que no
es sensible al pH. Es la delgada membrana en el e?tremo del electrodo, la que responde alos cambios de pH. FroGn, H., "6!
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;igura 6 3 :istema típico de electrodos para la medición potenciom&trica del pH
Actualmente se utili'a un solo electrodo que condensa los dos electrodos anteriores y que
se denomina electrodo combinado de vidrio, tal como se indica en la figura 6.
;igura I K Electrodo +otenciom&trica del pH
En el caso de los electrodos combinados, se unen físicamente el electrodo de vidrio y uno
de referencia e?terno para mayor comodidad en un mismo cuerpo físico. +or fuera del tubo
interno, se encuentra otro tubo, a modo de camisa, relleno con una disolución acuosa
saturada en 7Cl, En el tubo e?terior se tiene un sistema correspondiente a un electrodo
referencia sensible a los iones Cl3 como el de de plata/cloruro de plata, con una
concentración de iones Cl3 fi)a dada por la saturación de la disolución de Cl. +or su lado, el
electrodo de referencia usual en el tubo interno viene dado por la concentración fi)a de Cl.
Los tubos e?terno e interno se encuentran físicamente separados, pero iónicamenteconectados, por medio del flu)o de iones a trav&s de una )unta de cermica o de epo?i.
FroGn, H., "6!
El esquema de la celda es el siguiente4
Ag/AgCls!/Cl3 55 HIJ0Me?tNa" 5 *embrana de vidrio 5 HIJ0MintNa6 , Cl3MN=." * /
AgCl s!/ Ag "!
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PARTE E>PERIMENTAL
M$!#"i$l#s 2 #?ui(s:
+eachimetro
%ermómetro +robetas
+ipetas
FeacOers
aso precipitado
+isceta
Agitadores de vidrio
R#$c!i@s:
:olución de =.6 :olución de =."
:olución de =.="
:olución de =."
:olución de =.="
:olución de =."
:olución de =.="
:olución buffer
Mu#s!"$s:
Agua potable
Agua mineral
ino
ugo de fruta
inagre
Leche
Pogurt
Qaseosa
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P"c#'imi#n! M#!'lí$:
• Calibración del potenciómetro
$B erificar las cone?iones del instrumento y del electrodo
+B Lavar y en)uagar el electrodo con agua destilada. :ecar con cuidado con un papel otela limpia
cB >ntroducir el electrodo en una solución buffer de pH D a un vaso pp. una cantidad
de 6< a <=ml.
'B A)ustar el instrumento de acuerdo a las instrucciones del equipo de modo que la
medición de pH N D
#B (etirar el electrodo del vaso y en)uagarlo con agua destilada
1B *edir la temperatura de la solución buffer y calibrar el potenciómetro
• Medida del pH en soluciones y muestras
a) %omar un volumen de la muestra apro?. <=ml en un beacOer, medir la temperatura y
anotar.
b) >ntroducir los electrodos y medir el pH con el potenciómetro hasta que los valores
sean estables.
c) Anotar el valor obtenido y repetir el mismo procedimiento con las dems muestras.
RESULTADOS
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SOLUCIONES () T#m(#"$!u"$ CBCl6Fa =.6. R."S 6#.<
CHICJJH =." . 6.# 6#
CHICJJH =.=" . I.<= 6I.<
Cl. =.". ".I= 6I.<
Cl. =.=" . 6."# 6# aJH =." . I.<= 6I.<
aJH =.=" . "6."R 6#.<
:olución buffer D 6#
MUESTRASAgua mineral S.=6 6I
Agua potable D."R 6I
ugo de man'ana I.R" 66.<
inagre 6.#= 6I.<
Qaseosa oro I."# 6I.<
Pogurt #.I< 6I.<leche D."I 6I
:e aprecia en los resultados que en las muestras de una base fuerte y un acido d&bil,
el anión del acido sufre una hidrólisis, por lo que el pH al que ocurre la
neutrali'ación es mayor que D aJH =.=" ., Agua mineral, Agua potable, leche!.
:e aprecia en los resultados que en las muestras de un acido fuerte y una base d&bil,
el catión de la base sufre una hidrólisis, produci&ndose iones hidronio, por lo que el
pH es menor que D Cl6Fa =.6., CHICJJH =." ., CHICJJH =.=" , HCl
=.", HCl =.=" ., aJH =." .!
Esta determinación de pH de las muestras anali'adas en la prctica nos permite
reconocer el peligro a la contaminación de bacterias al que est e?puesto. Como el
control de salmonellas la cual es a pH inferiores a R.# como CHICJJH =." .
CHICJJH =.=" ., HCl =."., HCl =.=" ., aJH =." ., ugo de man'ana,
inagre, Qaseosa oro, Pogurt!. +ero a estas escalas de p H no se pueden inhibir a los
coliformes.
T$+l$ N8: M#'icin '# ( ) '# $luns $lim#n!s
Alimento p H
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Leche R.I K S.<
inagre 6.
ugos de frutas man'ana! I.# 3 #.=
gaseosas 6 3 #
Pogurt #3<
Agua mineral R3S
Agua potables R.<3.<
;uente4 *auri, 6="=!
:e puede concluir que los resultados de medición de pH que la medición de pH en
la prctica, se encuentra dentro de los rangos aceptables segn el autor
*auri,6="=!
O-SER4ACIONES
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• :e determino el pH mediante el uso del potenciómetro a reactivos y bebidas en
solución.
• En la determinación de temperatura de la solución buffer se demoro ms a
comparación de las dems muestras, debido al estado de conservación del
potenciómetro.• El yogurt fue diluido en un "=T para facilitar la medición del pH, ya que es
viscoso.
• El pH mas acido fue de la solución HCl =." , mientras que el ms alcalino fue del
aJH =." a temperaturas de 6I BC.
• El agua cielo, agua de ca-o y leche soy vida presentaron un pH alcalino a una
misma temperatura de 6I BC, ya que en el caso de las aguas tienen minerales en su
composición y en el caso de la leche glucosa, sal, fosfatos de calcio, entre otros
componentes.
• El )ugo de man'ana, vinagre, gaseosa, yogurt, presentan un pH acido a temperatura
de 6I.< BC, ya que en su composición en el caso del )ugo y gaseosa tienen acido
cítrico y acidulante E3II= respectivamente, mientras que el vinagre es una acido y
el yogurt es un producto de fermentación acida.
DISCUSIONES
• :egn Adon, A. ""! UEl electrodo de vidrio es sin duda el electrodo indicador
ms importante que el ion hidrogeno. :u uso es muy frecuente y est su)eto a pocas
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interferencias que afectan los electrodos esto se logra calibrando correctamente con
agua destiladaV. En la prctica utili'amos solución buffer neutro y luego acido para
calibrar el potenciómetro.
• :egn Hamilton "S"! ULas muestras a anali'ar con el potenciómetro deben ser
preferentemente acuosas. :e pueden reali'ar medidas en medios parcialmente
acuosas o en solventes miscibles con el agua. Luego de usar el electrodo sumergido
en agua durante un tiempo de " a 6 minutos debido a que la medida de pH en
diluciones proteicas produce un recubrimiento de la capa e?terna de la membrana,
disminuyendo su eficiencia para el intercambioV. En la prctica reali'ada con
yogurt, se procedió a diluir un "=T, sin embargo luego de la lectura no se de)o
sumergido el electrodo durante "36 minutos, solo se procedió a su lavado.
• :egn :Ooog 6==<! Ula medida del pH de la leche es de R.R como m?.V en
laboratorio se determino el pH del la leche de soya, nos dio un pH de D."I.
• :egn la revista digital de investigación educación UEl vinagre comn contiene
alrededor de un <T de cido ac&tico. +uesto que el peso molecular de este cido es
R=,=<, el vinagre es alrededor de </R normal en ac&ticoV. :egn la composición del
vinagre natural blanco tiene vinagre de ca-a y agua de dilución con una acide'
#.<T. :in embargo lo registrado por el potenciómetro fue de 6.#= de pH a una
temperatura de 6I BC.
CONCLUSIONES
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• El potenciómetro permite leer el pH de diversas sustancias en solución, así se
determina la concentración de iones hidrogeno de la dilución Uacide'V e?presada
como el menor logaritmo de la concentración de iones hidrogeno en mol por litro.
• Los cidos y bases d&biles son sustancias que se ioni'an solo en forma limitada en
el agua, en el equilibrio las diluciones acuosas de los cidos d&biles contienen una
me'cla de mol&culas del acido sin ioni'ar, iones HIJ y una base con)ugada.
• Los cidos y bases fuertes son electrolitos fuertes que se ioni'an completamente en
el agua, los cidos dan iones hidronio y un anión mientras que las bases da ion
hidró?ido y un catión.
• A mayor concentración del ion hidronio habr una mayor actividad en la
membrana.
• En la grafica el punto medio de refracción del pH corresponde al punto de
equivalencia.
• El acido fuerte impide la disociación de la base d&bil como se comprobó en la
medición de potencial de hidrogeno del vinagre, gaseosa, yogurt y )ugo que se
anali'o en el laboratorio.
• La utili'ación de m&todos potenciom&tricos en la caracteri'ación de sustancias a
pesar de ser uno de los ms usados por su rapide' y sencille' en el procedimiento,
implica una serie de comple)os estudios matemticos y químicos para describir el
comportamiento de los materiales empleados en la fabricación del instrumento con
respecto a las soluciones de estudio.
• El espectro de alcance de los instrumentos es bastante amplio, sin embargo, est
supeditado a que el instrumento debe estar especiali'ado para cierto grupo de
sustancias. Es decir, no e?isten electrodos universales para estudiar cualquier tipo
de sustancias. Ello se puede anotar como una limitación del m&todo.
• :e concluye que Es importante el control de pH en los alimentos para evitar
problemas o enfermedades ya que se ingiere un alimento demasiado cido puede
hacer da-o al estómago ocasionando diarrea o etc. J como hay cidos que corroen proteínas y el cuerpo est formado de proteínas sufre da-os muy graves.
RECOMENDACIONES
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• :e recomienda sumergir el electrodo en agua destilada despu&s de cada medición
de pH de las muestras, para que no enve)e'ca la membrana.
• +rimero se debe medir el pH de los reactivos, y se empie'a por las soluciones ms
diluidas para evitar errores en el clculo.
• 2iluir las muestras viscosas a un "=T para facilitar la lectura del pH.
• +ara una calibración precisa, usar dos vasos para cada solución buffer, el primero
para en)uagar el electrodo y el segundo para su calibración de esta manera se evita
contaminación del buffer y de los electrodos.
-I-LIOGRAFÍA
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Editores. 2isponible en4
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Editorial +rentice3Hall Hispanoamericana :.A., *&?ico.