informe 5 de quimica ii

8/17/2019 Informe 5 de Quimica II

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFacultad de Ingeniería Geológica Minera Metal!rgica " FIGMM

INTRODUCCIÓN

Las reacciones ácido-base son reacciones de equilibrio homogéneo (neutralización) entre losiones, que se producen al estar en contacto un ácido con una base obteniéndose una sal más agua.

Durante las operaciones rutinarias en el laboratorio así como en la de los análisis olumétricosson prácticamente ma!ores los problemas relacionados con la estequiometria, una de ellas es lanormalidad que se de"ine como el n#mero de equialentes de soluto por litro de solución. Lanormalidad es #til porque el equialente se obtiene de manera que un equialente de un agenteo$idante reaccione con un equialente de un agente reductor, un mol de electrones adquiridos !un mol de electrones perdidos. De manera seme%ante. &n equialente de un ácido neutraliza

completa ! precisamente un equialente de una base, puesto que un mol ' reaccionará con unmol de '-.

*sto signi"ica que al mezclar ol#menes iguales de soluciones que tienen la misma normalidadlleara a una reacción completa entre sus solutos, un litro de ácido + neutralizarácompletamente un litro de base + porque un equialente de ácido reaccionara con unequialente de base. *sta reacción se utiliza para aeriguar la cantidad de ácido que posee unadisolución a partir de una cantidad de base conocida, o iceersa. Dicha técnica recibe el nombrede titulación por método olumétrico, olumetría ácido-base o reacción de neutralización.

*n esta e$periencia la titulación se realizará mediante una bureta que contiene una de lasdisoluciones ! un matraz con la otra disolución, se ierte cuidadosamente el contenido elcontenido de la bureta en el matraz hasta la neutralización de dicha solución. *l "inal de latitulación se nos adierte con un indicador suele cambiar de color, seg#n e$ista un e$ceso deácido o de base. abe resaltar que en esta práctica se utilizará anaran%ado de metilo ! ioleta demetilo como indicador.

demás el presente in"orme está orientado a dar a conocer al lector más sobre ácidos, bases ! el proceso de titulación por olumetría, también determinaremos el /h de soluciones acidas de

di"erente concentración ! cómo calcular la concentración del ión hidrógeno

+¿ H

¿

¿en una

solución ácida desconocida.

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OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

*studiar el equilibrio heterogéneo, re"erido a sales poco solubles, asimismo

de ácidos ! bases, su determinación de la concentración por olumetría

(010&L12)

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Determinar el olumen de g3 que se necesita para lograr un cambio de

color permanente al mezclarlo con al ! 4 5r6. /reparar una solución de 'l con una determinada molaridad ! diluirla

seg#n lo pedido. 7ealizar la 0itulación de un ácido débil con una base "uerte (8cido acético

con hidró$ido de 9odio).

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FUNDAMENTO TEÓRICO

ÁCIDOS

&n ácido es considerado tradicionalmente como cualquier compuesto químico que, cuando se disuele

en agua, produce una solución con una actiidad de catión hidronio ma!or que el agua pura, esto es,

un p' menor que :. *sto se apro$ima a la de"inición moderna de ;ohannes icolaus <r=nsted ! 0homas>artin Lo?r!, quienes de"inieron independientemente un ácido como un compuesto que dona un catión

hidrógeno (') a otro compuesto (denominado base). lgunos e%emplos comunes son el ácido acético (en

el inagre), el ácido clorhídrico (en el 9al"umant ! los %ugos gástricos), el ácido acetilsalicílico (en

la aspirina), o el ácido sul"#rico (usado en baterías de automóil). Los sistemas ácido@base se di"erencian

de las reacciones redo$ en que, en estas #ltimas ha! un cambio en el estado de o$idación. Los ácidos

pueden e$istir en "orma de sólidos, líquidos o gases, dependiendo de la temperatura ! también pueden

e$istir como sustancias puras o en solución.

Propiedades de os !"idos

• 0ienen sabor agrio como en el caso del ácido cítrico en la naran%a ! el limón.

• ambian el color del papel tornasol azul a rosa, el anaran%ado de metilo de anaran%ado a ro%o !de%a incolora a la "enol"taleína.

• 9on corrosios.

• /roducen quemaduras de la piel.

•

9on buenos conductores de electricidad en disoluciones acuosas.• 7eaccionan con metales actios "ormando una sal e hidrógeno.

• 7eaccionan con bases para "ormar una sal más agua.

• 7eaccionan con ó$idos metálicos para "ormar una sal más agua.

BASES

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&na base, en química, es un ión o una molécula capaz de proporcionar electrones o captar protones.

/or e%emplo, ' - , que designa al ion hidró$ido, es una base. uando se neutraliza con un ácido, una

base puede dar sales. *ntre las bases más conocidas encontramos el hidró$ido de sodio (sosa cáustica), el

hidró$ido de potasio (potasa) ! el amoníaco. &n potencial hidrógeno (p') superior a : indica que estamos

en un medio básico, con ba%a concentración de iones o$onium. 'ablamos, entonces, de basicidad. &n producto básico es corrosio igual que un producto de ácido.

Propiedades de as #ases

• /oseen un sabor amargo característico.

• 9us disoluciones conducen la corriente eléctrica.

• ambian el papel tornasol ro%o en azul.

•

La ma!oría son irritantes para la piel (cáusticos) !aque disuelen la grasa cutánea. 9on destructios endistintos grados para los te%idos humanos. Los polos, nieblas ! apores proocan irritaciónrespiratoria, de piel, o%os, ! lesiones del tabique dela nariz.

• 0ienen un tacto %abonoso.

• 9on solubles en agua (sobre todo los hidró$idos).

• 7eaccionan con ácidos "ormando sal ! agua.

TEORÍAS DE ÁCIDOS $ BASES%

TEORÍA DE ARR&ENIUS%

rrhenius en su teoría indica que los electrolitos e$isten en el agua como partículas cargadas

eléctricamente (iones) ! aunque las propiedades de ácidos ! bases !a eran conocidas anteriormente !

estaban determinadas de "orma general, rrhenius "ue el primer cientí"ico en demostrar la naturaleza

"undamental de ácidos ! bases.

partir de sus e$perimentos con electrolitos, logró postular su teoría indicandoA

- Los ácidos producen iones hidrógeno (') en solución acuosa.

- Las bases en iguales condiciones producen iones hidro$ilo u o$hidrilo ('-).

*%emplos de 8cidos de rrheniusA

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'596(l) B'5 5'(ac) 96

(-5)(ac)

'l(g) B'5 5'(ac) l(-)

(ac)

*%emplos de <ases de rrheniusA

a'(s) B'5 a()(ac) '(-)

(ac)

a'5 (s) B'5 a(5)(ac) 5'(-)

(ac)

Rea""io'es de 'e()rai*a"i+'%

La reacción mediante la cual una base neutraliza las propiedades de un ácido recibe el nombrede neutralización ! se a%usta, en términos generales, a una ecuación química del tipoA

8cido base B sal agua

De acuerdo con la teoría de rrhenius, la neutralización se reduce a una reacción entre los iones ' ! '-

característicos respectiamente de ácidos ! bases para dar aguaA

'l(aq) a'(s) B al(aq) '5

*s decirA

'l-(aq) a'-

(s)Bal-(aq) '5

un cuando la teoría de rrhenius tiene esa alidez restringida, característica de las primeras

apro$imaciones, constitu!ó, un adelanto importante en la e$plicación de los procesos químicos. demás a

pesar de sus limitaciones, se sigue utilizando por su sencillez en aquellas circunstancias en las que la

"acilidad de comprensión pesa más que el estricto rigor cientí"ico.

Li,i)a"io'es de as de-i'i"io'es de Arr.e'i(s%

Las de"iniciones de ácido ! base dadas por rrhenius tropiezan con algunas di"icultades. *n primer lugar,

el ion ' en disolución acuosa no puede permanecer aisladoC dado el carácter dipolar de la molécula de

agua, el ion ' se unirá, por lo menos, a una de ellas "ormando el ion hidronio '3 seg#n la reacciónA

'5 ' B '3

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E' "o'"(si+'%

La teoría de rrhenius se limita aA

+.) lasi"icar los ácidos como especies químicas que contienen iones hidrógeno (' ) ! bases, comoespecies químicas que contienen iones hidro$ilo (' -).

5.) 9olo se re"iere a disoluciones acuosas ! se han encontrado reacciones ácido-base que se también seeri"ican en ausencia de agua.

3.) 9iempre que reacciona un ácido con una base en cantidades correctas, se produce una sal ! agua. esto se le denomina neutralización.

TEORÍA DE BRONSTED $ LO/R$%

La teoría "ue propuesta por el danés ;ohannes icolaus <r=nsted ! en británico 0homas >artin Lo?r! en

+53 ! me%oró ampliamente la teoría propuesta por rrhenius.

La teoría de <r=nsted-Lo?r! describe el comportamiento de ácidos ! bases, resaltando el concepto de p'

! su importancia en los procesos químicos, biológicos ! ambientales debido a que a!uda a entender por

qué un ácido o base "uerte desplazan a otro ácido o base débil de sus compuestos, contemplando a lasreacciones ácido-base como una competencia por los protones.

&n ácido de <r=nsted-Lo?r! se de"ine como cualquier sustancia que tenga la capacidad de perder, o

Edonar un protónF o hidrogenión G'0H.

&na base de <r=nsted-Lo?r! es una sustancia capaz a ganar o Eaceptar un protónF o hidrogenión G'0H.

sí, ba%o el concepto de <r=nsted-Lo?r!, ácido es sinónimo de donador del hidrogenión G' H, mientrasque la base signi"ica un aceptor del hidrogenión G'H.

La reacción ácido-base es aquella en la que el ácido trans"iere un protón a una base.

'3(g) 'l(g) B '6l(s)

'3(g) 'l(g) B '6l-

*l amoníaco recibe un protón del cloruro de hidrógeno ! se comporta como una base de <r=nsted-Lo?r!

mientras que el cloruro de hidrógeno al donar el protón se comporta como un ácido de <r=nsted-Lo?r!.

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/ara que una sustancia act#e como un ácido de <r=nsted-Lo?r! es necesario que el hidrógeno esté

unido a un átomo más electronegatio que él. De la misma "orma, para que una sustancia act#e como

base de <r=nsted-Lo?r! es indispensable que tenga un par de electrones no compartidos con el cual

pueda establecerse el enlace coalente con el protón.

Par "o'1(2ado a"ido3#ase%

ácido base B base con%ugada ácido con%ugado.

La base con%ugada es el ion o molécula que queda después de que el ácido ha perdido un protón, ! el

ácido con%ugado es la especie "ormada de la base al aceptar el protón. La reacción puede proceder en

cualquier dirección hacia la derecha o la izquierda, seg#n el equilibrio químico. *n cada caso, el ácido

dona un protón a la base ! el ácido con%ugado lo hace a la base con%ugada.

*l agua es an"ótera ! puede actuar como un ácido o como base. *n la reacción entre el ácido acético,

'35', ! el agua, '5, el agua act#a como una base.

'3' '5 B '3I '3

*l ion acetato, '35-, es la base con%ugada del ácido acético. *l ion hidronio, '3, es el ácido

con%ugado del agua. *l agua

también puede actuar como un ácido "rente a especies básicas. &n e%emplo es el amoniacoA

'5 '3 B '-

'6

*l agua, ácido, se conierte en el ion hidró$ido, su base con%ugada. *l amoniaco se conierte en amonio,

su ácido con%ugado.

9e considera que los ácidos "uertes se disocian completamente. /or otro lado, los ácidos débiles se

disocian de "orma parcial. La constante de disociación ácida, K a, mide el grado de disociación.

La de"inición de <r=nstedJLo?r! es más amplia que la de rrhenius, lo cual le permite clasi"icar más

sustanciasA compuestos orgánicos del

tipo carbo$ílico, aminas, ! compuestos inorgánicos,

como son ácidos inorgánicos, sales ácidas, etc.

&na base de Le?is, que se de"ine como un donante de

par de electrones, puede actuar como una base de

<r=nsted-Lo?r! !a que el par de electrones pueden ser

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donados a un protón. *sto signi"ica que el concepto de <r=nsted-Lo?r! no se limita a las

soluciones acuosas. ualquier donante disolente 9 puede actuar como un aceptor de protones.

' 9 B I 9'

Los disolentes típicos donantes utilizados en la química ácido-base, tales como dimetilsul"ó$ido o

amoniaco líquido tienen un átomo de o$ígeno o nitrógeno con un par solitario de electrones que se

pueden utilizar para "ormar un enlace con un protón.

F(er*a de os !"idos 4 as #ases%

Los ácidos ! las bases se clasi"ican en "uertes ! débiles.

Los ácidos ! bases "uertes son aquellos que en concentraciones ordinarias, todas sus moléculas están

prácticamente disociadas, ! ceden o aceptan su protón con "acilidad. uando ocurre la reacción química

siempre es de "orma directa.

Los ácidos ! bases débiles tienen constantes de ionización pequeKas de tal manera que cuando se

disuelen en concentraciones ordinarias, gran parte de sus moléculas permanecen sin disociar ! ceden o

aceptan su protón con mucha di"icultad. uando ocurre la reacción química siempre es de "orma

reersible.

hora bien, cundo un ácido "uerte está disociado por completo, su base con%ugada no acepta protones con

"acilidad ! se comporta entonces como una base débil. la inersa, un ácido débil tendrá una base "uerte

que acepte protones con "acilidad.

*n resumenA

• Los pares con%ugados ácido-base inclu!en pare%as ácido "uerte-base débil, ! iceersa, base

"uerte-ácido débil.• uanto más "uerte es un ácido, su base con%ugada es más débil.• Las bases o ácidos con%ugados, de ácidos o bases "uertes no su"ren hidrólisis.• 0anto los ácidos como las bases "uertes reaccionan casi completamente con el agua ! los ácidos o

bases débiles reaccionan parcialmente con el agua.• 9e pueden ordenar los ácidos ! las bases débiles de acuerdo a su "uerza, pero los ácidos o bases

"uertes no.

Pares Co'1(2adosÁ"ido F(er)e <ase DébilÁ"ido D5#i <ase uerte

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Base F(er)e 8cido DébilBase D5#i 8cido uerte

• uando los ácidos ceden un protón se les llama monopróticos.

• uando tienen hasta dos protones que ceder se les nombra dipróticos.• uando poseen hasta tres protones que puedan ceder se les denomina polipróticos.

Co'"e')ra"i+' de io'es .idro'io 6&7O08

*n el agua, sucede un "enómeno mu! interesante pues aunque no contenga ning#n electrolito disuelto,

ella misma se comporta como un electrolito mu! débil ! puede ionizarse.

Dos moléculas de agua interaccionan entre sí produciendo un ión hidronio ! un ión hidro$ilo.

De esta ecuación se puede "ormular una e$presión para la constante de ionizaciónA

+¿−¿

OH ¿

¿ H 3O¿¿

¿ K =¿

omo en soluciones mu! diluidas, la concentración del agua se considera constante, es "ácil comprender

que los electrolitos que puede contener disueltos se encuentran en una cantidad tan pequeKa que su

concentración es despreciable ! se tiene prácticamente pura.

/or ello se puede combinar la concentración de agua con la constante de ionización en la "órmulaA

+¿−¿

OH ¿

H 3

O¿¿

K .( H 2

O)2=¿

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La nuea constante 4 G'5H5 recibe el nombre de constante de disociación del agua ! se representa

por e$presión 4 ? ! se ha demostrado que el alor de 4? a 5MN es igual + $ +O+6 por lo que la "órmula se

trans"orma enA

+¿−¿

OH ¿

H 3

O¿¿

K W =¿

*n conclusiónA

manera de resumen en cada uno de los tres casosA

+) *n agua pura cada una de las concentraciones tendrá un alor de + $ +O-: dondeAG'3H P G'-H

5) *n medio ácido G'3H Q G'-H

3) *n medio básico G'3H R G'-H

9iempre se debe recordar que el producto de las concentraciones en equilibrio tiene un alor de +O-+6>,

lo cual se puede aplicar para conocer la concentración de uno si se conoce la concentración de otro

.Es"aa de p&%

La acidez o alcalinidad de una sustancia se encuentra en "unción de la concentración de los iones

hidronio G'3H que se encuentran al diluir una sustancia en agua.

Debido a que los alores de G'H para la ma!oría de las soluciones son demasiado pequeKos ! di"íciles de

comparar, en +O el químico danés 9Sren 9Srensen propuso una alternatia para e$presar la

concentración de los iones hidronio G'3H sugiriendo que en lugar de utilizar n#meros decimales o

e$ponenciales se utilizara una trans"ormación logarítmica de la concentración molar que llamó p' ! lode"inió como el logaritmo negatio de la concentración molar (más e$actamente de la actiidad molar) de

los iones hidrógeno.

*sto esA p' P - log G'3H

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hora bien, por analogía el p' se describe como el logaritmo negatio de la concentración de

iones o$hidrilo (o hidro$hilo).

*sto esA p' P - log G'-H

+6 P p' p' a 0P5MN

I')erpre)a"i+' de a es"aa de p&%

La escala de p' se establece en una recta numérica que a desde el O hasta el +6. *l n#mero : en la

escala, corresponde a las soluciones neutras.

la izquierda de la recta numérica indica acidez, que a aumentando en intensidad cuando más le%os se

está del :. /or e%emplo una solución que tiene el p' + es más ácida o más "uerte que aquella que tiene un

p' T.

De la misma manera, hacia la derecha del : las soluciones son básicas ! son más "uertes o más básicas

cuanto más se ale%an del :. /or e%emplo, una base que tenga p' +6 es más "uerte que una que tenga p' U.

*n conclusiónA

- *l p' aría inersamente a la concentración de iones hidronio G' 3

H lo que signi"ica que mientras más ba%o sea el alor de p', ma!or será la concentración del catión hidro$ilo G'H ! será ma!or la acidez.

- Debido a que la escala de p' es logarítmica, el cambio de una sola unidad representa realmente una

ariación de diez eces la concentración de G'H.

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TEORÍA DE LE/IS%

Vilbert e?ton Le?is químico estadounidense que en +3U "ormuló la teoría del enlace coalente

donde propuso que no todas las reacciones ácido-base implican trans"erencia de protones, pero sin

embargo "orman siempre un enlace coalente datio.

/ropuso la escritura de "órmulas utilizando puntos para resaltar los electrones.

Á"ido% 9ustancia que puede aceptar un par de electrones de otros grupos de átomos, para "ormar un

enlace coalente datio. (')

Base% 9ustancia que tiene pares de electrones libres, capaces de ser donados para "ormar enlaces

coalentes datios. ('-)

*l ácido debe tener su octeto de electrones incompleto ! la base debe tener alg#n par de electrones

solitarios. La reacción de un ácido con una base de Le?is da como resultado un compuesto de adición.

0odas las sustancias químicas que son ácidos o bases seg#n las teorías de rrhenius ! de <r=nsted Lo?r!

también lo son de acuerdo con la teoría de Le?isC pero muchos ácidos de Le?is, no lo son de

<r=nsted, e%emploA

(<3 A'3 B 3< W '3).

<ases de Le?is

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Las de"iniciones de rrhenius o de <r=nsted - Lo?r! son por lo general adecuadas para e$plicar las

reacciones en solución acuosa.

0ambién e$isten sustancias de Le?is, que pueden actuar como ácidos ! bases a la ez, es decir, son

an"óteras (e%A ó$ido de aluminio).

9eg#n la teoría de Le?is, un ión hidrógeno (' ), inariablemente será un ácido, ! un ión hidró$ido,

('-), siempre será una baseC pero las de"iniciones de Le?is amplían el modelo ácido - base por lo que

tienen gran importancia en la química orgánica !a que el concepto de Le?is además identi"ica como

ácidos ciertas sustancias que no contienen hidrógeno ! que tienen la misma "unción que los ácidos

comunes que contienen hidrógeno.

*%A 93 ()-5 B (96)-5

Donde el 93 act#a como ácido ! el (96)-5 como base.

en la reacciónA ll3 l- B ll6-

Donde el tricloruro de aluminio act#a como ácido ! el ion tetracloruro de aluminio como base.

>uchos de los ácidos de Le?is, son importantes catalizadores en diersas reacciones orgánicas.

Le?is determinó una base como una sustancia que posee un par de electrones sin compartir, con el cual

puede "ormar un enlace coalente con un átomo, una molécula o un ión. &n ácido es una sustancia que

puede "ormar un enlace coalente aceptando un par de electrones de la base.

/ara los ácidos ! las bases de Le?is, e$isten reglas cualitatias que nos permiten poder predecir la "uerza

de una sustancia, ! estimar incluso, que tipo de base pre"erirá un ácido concreto o iceersa. *stas reglas

se pueden diidir enA

Bases -(er)es, son aquellas sustancias que tienen un átomo que cede, cu!a densidad electrónica se

de"orma di"ícilmente (polariza), debido a esto, por lo general, el átomo dador es de pequeKo tamaKo !

bastante electronegatio por e%emploA -, '-, -5.

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Bases d5#ies, en cambio, son aquellas sustancias que poseen un átomo dador cu!a densidad

electrónica se de"orma "ácilmente. Dichos átomos suele ser menos electronegatios, ! de ma!or tamaKo

que en las bases "uertes. /or e%emploA <r -, 1-, -, -.

Las sustancias que son bases en el sistema de <r=nsted también son bases de acuerdo con el sistema de

Le?is. o obstante, la de"inición de Le?is de un ácido amplía el n#mero de sustancias que se clasi"ican

como ácidos.

&n ácido de Le?is posee un orbital desocupado capaz de aceptar pares de electrones de la base.

Las especies químicas que "uncionan como ácidos de Le?is, inclu!enA

>oléculas o átomos que posean octetos incompletos, arios cationes sencillos, algunos átomos metálicos

! los compuestos que tienen átomos centrales capaces de e$tender sus nieles de alencia.

*n general, los ácidos que "orman me%or los enlaces con las bases "uertes, reciben el nombre de ácidos

"uertes, ! los ácidos que "orman me%ores enlaces con las bases débiles, reciben el nombre de ácidos

débiles.

8cidos "uertes de Le?isA ' Li a 4 <e5 >g5 a5 9r 5 9n5 l3 9i6

8cidos débiles de Le?isA u g u 0i 'g s /d5 d5 /t5 'g5

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PARTE E9PERIMENTAL

E:UIPOS $ MATERIALES%

>echero <unsen /ipeta /robeta

*scobilla para laar tubos de ensa!o /inzas para tubos de ensa!o

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/izeta con agua destilada *rlenme!er 0ubos de ensa!o

REACTIVOS

Naranja de

metilo Acido acéticoHidróxido de sodio

Violeta de metilo Ácido ClorhídricoFenolftaleína

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E9PERIMENTO N;<% PRECIPITACIÓN SELECTIVA3

CLORUROS CL3 CON IONES A20 $ C3 EN PRESENCIADE CrO=

>

PROCEDIMIENTO

Xierta 5ml de al en un tubo de ensa!o, ! en otro tubo 5 ml de 4 5r6. note el color

de cada solución obsere cuidadosamente lo ocurrido ! anote.

/ipetee a un *rlenme!er, +O ml de solución de al. Y aKádele 5 ml de 4 5r6

(apro$imadamente 5O gotas P + ml)

Llene en una bureta, +O ml de g3 O.O+ ! agregue lentamente a la solución anterior

(gota a gota), agitando conenientemente el erlenme!er.

NOTA% bserará que inicialmente se produce un precipitado blanco ! al seguir aKadiendo elg3 siempre agitando el tubo de ensa!o suaemente se producirá un cambio permanente decolor, en este momento tome nota del olumen gastado (olumen de g 3 que ha sidoaKadido)

RESULTADOS

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0ubo de ensa!o con5 ml de al

olorA 0ransparente1ncoloro

0ubo de ensa!o con5 ml de 4 5r6

olorA marillo1ntenso




La "unción del indicador de cromato de potasio (4 5r6 ) es de aunarse al primer e$ceso de ion

plata "ormando g5r6 ! logrando un precipitado de color ro%o anaran%ado ,es decir que almomento de que se acaban los iones cloruro (lZ) por la "ormación de gl en solución, el ion plata (g) [agarra[ por mencionarlo de alguna manera a los iones cromato (r6Z), aquello sedebe a que el cloruro de plata es menos soluble que el cromato de plata. *l indicador es el ioncromato r6 P, que comunica a la solución en el punto inicial una coloración amarilla ! "ormaen el punto "inal un precipitado ro%o ladrillo de cromato de plata, g 5r6. Las reacciones queocurren en la determinación de iones cloruro sonA


*n el *rlenme!er +O ml de solución de

al 5 ml de4 5r6

Llenamos la bureta con+O ml de g3 O.O+

! agregamos lasolución anterior gota a

gota agitando el

9e produce un precipitado blanco ! alinstante de contacto delas gotas de g3 conla solución se des rende




l - g → gl (/recipitado blanco)

r6P 5 g → g5r6 (/recipitado ro%o ladrillo)

l producirse el cambio de color permanente tomamos nota del olumen de g 3 que ha sidoaKadido.

V muerto+V restante+V AgNO3=10ml

2ml+7.1ml+V AgNO3=10ml

V AgNO3=0.9ml

E9PERIMENTO N; ?% DETERMINACIÓN DEL P & DESOLUCIONES ÁCIDAS DE DIFERENTESCONCENTRACIONES@

/ara la realización de eta e$periencia, preparar soluciones ácidas estándar mediante disolución

de concentraciones

+¿ H

¿

¿¿ a 10

−4

molarA

PROCEDIMIENTO

>edir M ml de HCl0,1 M en un tubo de ensa!o de +3$+OO, que esté limpio ! seco.

7otule este tubo con H =0,1 M !a que el ácido "uerte se puede suponer

completamente ionizado en ésta solución diluida. /reparar M ml de HCl0,01 M , para lo cual tome 0,5ml de HCl=0,1 M !

pipetee 4,5ml de H 2

O destilada. >ezcle esta nuea solución ! rotuleA

+¿ H

¿

¿¿





/reparar M ml de HCl0,001 M , para lo cual tome 0,5ml de HCl=0,01 M

! pipetee 4,5ml de destilada. >ezcle per"ectamente ! rotuleA

+¿ H

¿

¿

¿ /reparar M ml de HCl0,0001 M para lo cual tome 0,5ml de H =0,001 M

pipetee 4.5ml de H 2

O destilada, mezcle per"ectamente ! rotuleA

+¿ H

¿

¿¿

9eparar en dos partes iguales el contenido de cada uno de los tubos de concentraciones

preparados, "ormando así dos series. la primera serie aKada + gota de ioleta de metilo,

! a los de la segunda serie aKada 5 gotas de anaran%ado de metilo. note la coloración obserado en cada uno de los tubos en cada solución o de

concentraciones distintas, haciendo uso de lápices de colores.

onsere todos los tubos para el siguiente e$perimento, la notación

+¿ H

¿

¿reemplaza a la

notación

+¿ H

3O

¿

¿.

RESULTADOS

Los pasos + hasta el paso 6 se re"ieren a la obtención de la solución de 'l mediantedisoluciónA

Luego, de realizar los 6 primeros pasos se obtuieron las muestras siguientes

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&na ez separado las U muestras en dos grupos ! <, se procede a aKadir los indicadores.

9e obsera que el grupo , se le aKadió 5 gotas de ioleta de metilo (izquierda) ! al grupo <,se le aKadió dos gotas de anaran%ado de metilo. *l color en ambas series a disminu!endo suintensidad a medida que la concentración disminu!e.

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E9PERIMENTO N; 7%

DETERMINACIÓN DE LA+¿ H

¿

¿ EN LA

SOLUCIÓN ACIDA DESCONOCIDA

PROCEDIMIENTO

>edir M ml. de solución acida desconocida (), en su

probeta. 9epare en partes iguales, en dos tubos. Kada 5 gotas de anaran%ado de metilo a uno de los tubos

! dos gotas de ioleta de metilo al otro. 7ealice la comparación de colores de estas dos

soluciones con los colores de las otras dos series

preparadas anteriormente.

note la concentración del ión hidrógeno

+¿ H

¿

¿ de

la solución desconocida

RESULTADOS

*n la siguiente imagen podemos obserar el resultado de aKadir las gotas de anaran%ado demetilo ! ioleta de metilo a las 5 series preparadas en el e$perimento anterior.

*n la primera solución de ácido desconocido al agregar las 5 gotas de anaran%ado de metilocoincide con la serie de O,O+>.

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*n la segunda solución de ácido desconocido al agregar las 5 gotas de ioleta de metilocoincide con la serie de O,O+>.

NOTA% La concentración de iones hidrogeno de la solución desconocida es O,O+> debido a queesta es un ácido "uerte.

E9PERIMENTO N; =% TITULACIÓN DE UN ÁCIDO

DBIL CON UNA BASE FUERTE CH 3

COOH CON NaOH .

PROCEDIMIENTO

>ida con la pipeta +O ml de ácido acético CH 3

COOH

CH 3

COOH de concentración desconocida, ierta en un

erlenme!er ! agréguele 5O ml de agua destilada ! dos gotas del

indicador anaran%ado de metilo.

Llene su bureta con NaOH solución titulante de

concentración conocida ! dé%ela caer lentamente en el

erlenme!er, obsere cualquier cambio de color en la solución. *nel momento en que se produce un cambio permanente anote el

olumen de NaOH gastado.

7epetir la utilización con el "in de obtener un resultado más preciso. 7ealizar nueamente la titulación utilizando en lugar de anaran%ado de metilo el indicador

*L0L*\.

RESULTADOS

La#oratorio de $uí%ica II N&' ()gina +,




Para e a'ara'1ado de ,e)io%

C H 3

COOH +anaranjado de metilo solución rojo pálido

*n la buretaA Volumenutilizado de NaOH =25ml

La so("i+' -i'a es de "oor a,ario%

Para e ioe)a de ,e)io%

C H 3COOH +violetade metilo solución incolora

*n la buretaA Volumenutilizado de NaOH =2.1ml

La so("i+' -i'a es de "oor -("sia@

'allamos la concentración del 8cido cético diluido

N 1

V 1= N

2V

2

*n este caso se cumpleA M

1V

1= M

2V

2

7eemplazando datosA

(0.1) (10ml )= M 2 (30ml )

M 2=0.03 M

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CUESTIONARIO< C(!es so' as e"(a"io'es re-ere')es a saes po"o so(#es@

Las ecuaciones del e$perimento + donde encontramos sales poco solubles sonA

AgN O3(ac)+ NaCl(ac)→ AgCl(s)+ NaN O

3(ac)

KCl(ac)+ AgN O3(ac)→ AgCl(s)+ KN O

3(ac)

2 K 2

Cr O4(ac)+10 NaCl(ac)→5 Na

2O(s )+Cr

2O

3(ac)+4 KCl(ac)+3Cl(ac)

? E' a eperie'"ia N;< C(!')os ,@ de 'i)ra)o de pa)a e,peo .as)a o#serar ('

"a,#io per,a'e')e 4 (e "o'"e')ra"i+' de io'es

−¿Cl

¿

¿ pre"ipi)a e AgCl

*n el e$perimento N+ empleamos O. ml de nitrato de plata (g3) para obserar un cambio permanente

NaCl(ac)+ AgN O3(ac)→ NaN O

3(ac)+ AgCl(ac)

N =(¿e−g)/(Volsol) , ¿e−g= N .(Vol sol) A ormalidad

9ea la reacciónA−¿

+¿+C l¿

AgCl → A g¿

N = M!

, dondeA]A /arámetro de alencia, ! para ionesA ] P Garga iónH>A >olaridad

9e empleó O. ml. De g3. /ara ello han debido reaccionar gl ! g3 en igual N de eq-g.

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LuegoA¿e−g AgNO3

=¿e−g AgCl

N Ag NO3

V Ag NO3

= N AgClV sol

(0.01 N )(0.9ml)= N AgCl (10.9ml )

7eemplazando datosA−¿

C l¿

¿

Cl−¿=¿

∴ N AgCl= N ¿

7 ¿A (5 "o'"e')ra"io'es de io'es

+¿ Ag¿

¿pre"ipi)a e AgCl

/ara responder esto debemos hacer uso deA

+¿ A g

¿

¿−¿C l

¿

¿ K

ps

=¿

+¿ A g

¿

¿ K ps=¿

+¿ A g

¿

¿∴¿

= :(5 "o'"e')ra"i+' de io'es "or(ro (eda e' a so("i+' a ,o,e')o (e e,pie*a a

pre"ipi)ar e Ag2

C rO4

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−¿+¿+C l

¿

AgC l(s) "⇔

A g¿

+¿−¿

C l¿=1,78 # 10

−10

A g¿¿

K ps( AgCl)=¿

+¿+Cr O4

−2

A g2

Cr O4 (s ) "

⇔

2 A g¿

Cr O4¿−2=2,45 # 10

−12

+¿¿ 2¿ A g

¿

K ps( A g2

Cr O4)=¿

+¿−¿

C l¿=√ K ps( AgCl)=1,33 #10

−5

A g¿=¿

¿

9i queremos que la precipitación del g5r6 ocurra e$actamente, se debe tener la siguienteconcentración del indicadorA

+¿¿2=0,0138 M

Ag¿

[Cr O4

−2]= K ps( A g2 Cr O4)/ ¿

9i la concentración de cromato de potasio es sólo O,OOM > la precipitación de g5r6 ocurrirá

cuando la concentración de ión plata alcance el siguiente alorA

+¿ A g

¿

¿¿

*n consecuenciaA

−¿C l

¿

¿

+¿ A g¿

¿¿∴¿

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H C+,o de)er,i'ara si ('a so("i+' es !"ida o #!si"a

&na solución ácida es aquella cu!o p' es menor a :. *sto representa que en la solución laconcentración de protones es ma!or a la concentración de '. &na solución básica esaquella cu!o p' es ma!or a :, la concentración de ' es ma!or a la de protones (').uando la concentración de ' es igual a la de protones (') se dice que la solución esneutra.

*l p' no es más que una medida de la concentración de protones en una solución.0eóricamente p'P - log G'H ! el p'P - log G'H. *sta escala está basada en el agua !a que

esta es neutra. tra manera de determinar si una solución es ácida o básica es a traés de la comparación desus propiedades.

Á"idos Bases0ienen sabor agrio (limón, inagre, etc). 0iene sabor cáustico o amargo (a le%ía)

*n disolución acuosa enro%ecen la tintura o papel de tornasol

*n disolución acuosa azulean el papel otintura de tornasol

Decoloran la "enol"taleína enro%ecida por las bases

*nro%ecen la disolución alcohólica de la"enol"taleína

/roducen e"erescencia con el carbonato decalcio (mármol)

/roducen una sensación untuosa al tacto

7eaccionan con algunos metales (como elcinc, hierro,^), desprendiendo hidrógeno

/recipitan sustancias disueltas por ácidos

eutralizan la acción de las bases eutralizan la acción de los ácidos

*n disolución acuosa de%an pasar la corrienteeléctrica, e$perimentando ellos, al mismo

tiempo una descomposición química

*n disolución acuosa de%an pasar la corrienteeléctrica, e$perimentando ellas, al mismo

tiempo, una descomposición química

oncentrados destru!en los te%idos biológicos

ios (son corrosios para la piel)

9uaes al tacto pero corrosios con la piel

(destru!en los te%idos ios)*nro%ecen ciertos colorantes egetales Dan color azul a ciertos colorantes egetales

Disuelen sustancias Disuelen grasas ! el azu"re

/ierden sus propiedades al reaccionar con bases

/ierden sus propiedades al reaccionar conácidos





9e usan en la "abricación de %abones a partir de grasas ! aceites

E' a eperie'"ia N;=K a a2re2ar ? ,@ de a2(a des)iadaK ario e ',ero de ,oesde C&7COO&

>ediante el uso de indicadores colorimétricos ! de sus respectias tablas que indican el interalode p' seg#n el color que adquiere el indicador. /or e%emplo, supongamos que se prueba unasolución con tres indicadores ! que se obtienen los siguientes resultadosA La solución hace que eltornasol se enro%ezca (p'R M,M), el azul de timol se uela amarillo (p'Q5,U) ! el ro%o de metilose uela ro%o (p'R6,5). *stos datos indican que el p' de la solución se encuentra entre 5,U !6,5.

C(!')as ,oes32ra,o de NaO& se ()ii*aro' e' a eperie'"ia N;=

9e utilizó 5,+ mL de a' O,+> en el caso en que se agregó anaran%ado de metilo, entonces a partir deA

M =( N $ moles)/(V sol)

(0.1)(2,1 #10−3)=( N $ moles)

∴ N $ moles=2,1 # 10−4

mol

Eis)e pH <0. C+,o epi"a es)e "aso

9abemos queA p' P -log G'H

/ara los ácidos normales, la G'H es menor que uno, por lo que la operación logaritmo daresultado negatio ! se contrarresta con el [-[(menos) de la "órmula./ara que el logaritmo sea positio ! por consecuencia el signo (-) le cambie a negatio, el alor de la concentración de ' tiene que ser ma!or que +. *sto 9\ puede suceder, son los que se

llaman s#per ácidos o ácidos s#perprotonados.

*n el caso del ácido clorhídrico, se puede obtener p'_s negatios cuando está al 6O` más omenos, igual con el ácido sul"#rico.





'a! soluciones que tienen un p' mu! negatio, incluso arias unidades de p' negatias.&na concentración 5 molar tiene un p'P -log 5 el cual es obiamente negatio, pero es que ha!soluciones hasta +6 ! +M molar de ácido ! estas tienen a#n p' más negatios.Lo que pasa es que la escala de p' se hizo en su momento para analizar p' [razonables[ ! es #til para la ma!oría de p' e$cepto algunos ácidos "uertes mu! concentrados que no se miden por su

p' si no por la concentración del mismo en moles@litro.

E !"ido -+r,i"o Q&COO& de#e s( 'o,#re a .e".o de .a#erse e'"o')rado e' eor2a'is,o de as .or,i2as as "(aes os ()ii*a' e' s(s ,e"a'is,os de de-e'sa -re')e a(' a)a(e e)erior@ Es de s(po'er (e e !"ido -+r,i"o 'o sea (' !"ido -(er)eK p(es de o"o')rario a)a"ara os )e1idos de a ,is,a .or,i2aK se .a e'"o')rado (e a "o's)a')e

de e(ii#rio de s( diso"ia"i+' a ?H;C@ es % C =1.77 # 10−4

@

a Es espo')a'eo e pro"eso de diso"ia"i+' de !"ido -+r,i"o9í, es un proceso instantáneo esta disociación.

# :(5 "o'"e')ra"i+' de io'es .idro2e'o se e'"(e')ra e' ('a so("i+' @< M@

+¿−¿+ H

3O

¿

HCOOH + H 2

O→HCOO¿

La concentración seráA[ H ]

+¿

[ HCOOH ] Kc=¿

+¿ H

¿

¿¿

1.77 #10−4=¿

+¿ H

¿

¿¿

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CONCLUSIONES GENERALES

*n el e$perimento N+ el precipitado blanco se produce debido a la reacción entre los

iones l-

g →

gl (/recipitado blanco)

*l color ro%izo que se desprende en la solución al contacto con el g3 se debe a la

reaccion r6P 5 g → g5r6 (/recipitado ro%o ladrillo), esto se produce

debido a que el cloruro de plata es menos soluble que el cromato de plata.

&n proceso de dilución genera que la solución "inal tenga una concentración menor de

solutoC además resulta ser un procedimiento sencillo. /ero en caso de querer obtener unaconcentración determinada debemos tener cuidado al medir las cantidades inolucradas

para tener un buen resultado.

La titulación de un ácido débil con una base "uerte es un proceso en cu!a "ase inicialA

• La solución contiene un ácido débil diluido.• *l p' depende de la ionización del ácido.

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• 9e puede usar la constante de equilibrio para buscar la concentración de+¿ .

H ¿

/ara calcular el p' de soluciones se puede usar indicadores dependiendo del grado de el

grado de e$actitud con que se quiere calcular ! dependiendo del p' de la solución !a queel indicador tiene un límite para aumentar el p' bastara con diluir la solución con agua.

Las bases siempre reaccionan con los ácidos, ambos "uertes, en una reacción llamada deneutralización, ! sus productos serán sus respectias sales ! agua.

*n el e$perimento 5, se nota que cada uno de los tubos tiene di"erente concentración, estose puede obserar también debido al color de cada uno, ! gracias a ello en el e$perimento3 pudimos determinar, por comparación de colores, la concentración del ácidodesconocido.

&na de las "ormas como hallar la concentración de ciertas sustancias, es por medio de latitulación, con lo cual se medirá un olumen gastado necesario para que se "ormen los productos.

RECOMENDACIONES

Las mediciones se deben hacer con precisión, tener cuidado a la hora de pesar losreactios ! medir cuidadosamente el olumen en la probeta !a que pequeKos errores pueden llear a un mal cálculo.

*n el primer e$perimento debemos asegurarnos de medir cuidadosamente el olumen dereacción (olumen consumido hasta el momento en que parece el precipitado color blanco) esto nos permitirá luego hallar la concentración de los iones presentes en lasolución.

*n el segundo e$perimento, preparar las mezclas de 'l con mucha precisión paraobtener me%ores resultados ! al momento de aKadir las gotas de indicadores también se

debe realizar con cuidado.

*n el tercer e$perimento, se debe comparar la mezcla desconocida con los resultadosobtenidos en el e$perimento anterior. &n error en el e$perimento 5 nos di"icultaría !generaría errores en el resultado de la e$periencia 3.

*n el cuarto e$perimento, se debe realizar con cuidado ! precisión para así poder obtener el olumen de a' al darse la titulación con el '3'.

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*s necesario utilizar una bata de laboratorioC la misma protege tu ropa ! tu piel delcontacto con reactios.

&sar guantes para cuando sea necesario tocar alg#n instrumento que se ha!a e$puesto auna llama o durante el mane%o de ácidos ! bases.

&sar los lentes de protección en todo momento para eitar alg#n daKo a la ista almomento de mane%ar ácidos ! bases en este e$perimento.

sistir al día del laboratorio con conocimientos preios al tema para poder realizar ellaboratorio en el menor tiempo posible ! con la ma!or precisión.

APLICACIONES

APLICACIONES DE LAS REACCIONES ÁCIDO3BASE

E a'!isis "(a')i)a)io

*l traba%o más "recuente en todos los laboratorios químicos consiste en la realización e análisis

cualitatios (qué sustancias ha! en una muestra) ! cuantitatios (cuánto ha! de cada una de

ellas). *l análisis cuantitatio determina las cantidades de sustancias químicas e$presadas

como pureza de muestras o concentración de disoluciones. /or e%emplo, determinar el ` de un

determinado metal contenido en un mineral, el ` de ácido acético en un inagre, la

concentración de cloro en el agua, etc.

9i la muestra es sólida, caso mu! habitual, lo más práctico es disolerla en agua, normalmente

por reacción con ácidos, ! llear la disolución hasta un olumen per"ectamente determinado,

para aplicar posteriormente a esa disolución técnicas e$perimentales con ob%eto de determinar su

concentración. De entre esas técnicas (métodos ópticos, eléctricos, graimetrías ! olumetrías),

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una técnica elemental son las olumetrías o aloraciones olumétricas, que consisten en

medir ol#menes de dos disoluciones, una de ellas de concentración conocida, para determinar la

concentración de la otra.

Reai*a"i+' de ('a o(,e)ra !"ido3#ase

9e toma una cierta cantidad de la disolución, ! se sit#a en un matraz

erlenme!er, %unto con unas gotas de indicador. La elección del indicador

se hace teniendo en cuenta el ácido ! la base que reaccionan. 9e prepara

una disolución del agente alorante, de concentración conocida, ! con

ella se llena la bureta. *l agente alorante será un ácido si el problema a

alorar es una baseC análogamente, el agente alorante será una base si

el problema a alorar es un ácido. 9e a aKadiendo poco a poco la

disolución de la bureta, agitando el erlenme!er para lograr una mezcla

rápida de ambos reactios. *sta adición se detiene en el momento del

ira%e del indicador a un color persistente (punto "inal de la aloración). *ste cambio de color

indica que las cantidades puestas a reaccionar han sido las estequiométricas.

&na e$plicación teórica está basada en la teoría de <ronstd-Lo?r!, del proceso que tiene lugar

cuando un ácido reacciona con una base, en la reacción llamada de neutralización.

ÁCIDOS $ BASES EN LA VIDA COTIDIANA

o se puede decir, que los !"idos ! las #ases nos sean sustancias e$traKas, todos hacemos uso de

ellas a diario, ! no es de uso e$clusio en laboratorios como se podría llegar a pensar.

otidianamente utilizamos sustancias cu!o uso precisamente radica en lo ácido o básicas que

son. /or e%emplo podemos citar algunos alimentos u otras sustanciasA

rutas ! alimentos de uso com#nA >uchos de estos alimentos contienen ácidos en su

composición. /or e%emplo las naran%as, limones, pomelos ! en general las conocidas

como "rutas cítricas contienen el ácido cítrico, de ahí su nombre. tras "rutas como es el

caso de las manzanas contienen ácido málico. 9i hablamos de los !ogures, éstos

contienen el "amoso ácido láctico ! otro alimento ácido por e$celencia es el inagre, el

cual en su composición cuenta con el ácido acético. *l butanoico ( ácido butírico, es un

La#oratorio de $uí%ica II N&' ()gina ,-

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_m%C3%A1lico


http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_but%C3%ADrico

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_but%C3%ADrico





componente típico en las mantequillas, o en alimentos grasos en general, tanto de origen

animal como egetal. *l ácido tartárico "orma parte de las uas, ! es el componente que

le otorga esa característica acidez. *stos son tan sólo unos e%emplos, muchísimos

alimentos más de uso diario, contienen ácido

0ambién es conocido el ácido clorhídrico el cual, %unto a otras sustancias, lo podemos

encontrar "ormando parte del %ugo gástrico de nuestros estómagos, en donde realiza la"unción esencial de la digestión de los alimentos que ingerimos, ! además también act#a

actiando enzimas digestias. 9e han hecho estudios que calculan que una persona adulta

produce a diario entre dos ! tres litros de %ugo gástrico, con un p' ácido de en torno a

+,M, con una concentración del O.6`

/odemos hablar del origen de este ácidoC el ácido clorhídrico resulta de reacciones

metabólicas, que producen iones ', los cuales pasan al estómago desde el plasma

sanguíneo. este paso se le conoce como transporte actio de sustancias, ! se encuentracatalizado por enzimas. /or otro lado, al mismo tiempo, para que se mantenga una cierta

neutralidad de cargas, en el mismo sentido se mueen iones l-, en una cantidad igual, lo

que da a la "ormación del 'l. l comer estimulamos la secreción de los iones ', de los

cuales por lo general, una pequeKa proporción se reabsorbe en la membrana mucosa que

se encuentra rodeando al estómago, lleando de nueo los iones ' al plasma. 9in

embargo, la cantidad de ácido clorhídrico es ma!oritario, e$cesio, lo que genera

molestias cuando e$iste un retorno masio de iones. *stas molestias son las conocidascomo acidez de estómago, que de manera momentánea suele reducirse con la ingestión de

un antiácido, el cual hace que disminu!a la concentración presente de iones '. lgunas

sustancias de este tipo neutralizan el e$ceso de 'l en el %ugo gástrico.

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*n cuanto a los prod(")os de i,pie*a, es de uso com#n la utilización de

sustancias con contenido en amoníaco ( '3), el cual es una base débil. /or otro lado, la

sosa cáustica o el hidró$ido de sodio, son bases "uertes que se utilizan con "recuencia

para la limpieza de caKerías. 0odos

los productos por lo general, se

encuentran mu! concentrados, por lo

que deben ser utilizados con

precauciones.

Los productos de .i2ie'e "orpora, como pueden ser los champ#s o geles de baKo,

suelen mostrarnos claramente el p' que contienen, pues la acidez que tengan estas

sustancias pueden in"luenciar en la óptima salud de nuestra piel o cabello. *l pelo se

encuentra constituido por largas cadenas proteicas unidos por enlaces de di"erentes tipos.

Los enlaces más débiles son los de hidrógeno, pues simplemente se pueden romper al

mo%ar el pelo, aunque por lo general se uelen a "ormar cuando este se seca. 9i unchamp# posee un p' menos que 6 o ma!or de U, a"ectaría en ma!or o menor grado a las

uniones que e$isten en la cadena de proteínas,

sobre todo si el champ# es "uertemente alcalino, lo

que olería al cabello quebradizo, eliminando la

grasa protectora ! deshidrataría el cuero cabelludo.

sí pues, se recomienda un p' en torno al M para

este tipo de productos. *n general, las sustancias !

productos para la higiene personal que sean mu!

alcalinos resecarán la piel

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BIBLIOGRAFÍA

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httpA@@conceptosdequimica.blogspot.com@5OO@OU@soluciones-neutras-acidas-

!-basicas.html httpA@@???.pro"esorenlinea.cl@[email protected] httpA@@cb+Olaura.blogspot.com@5O++@O5@teoria-acido-base-de-bronsted-

lo?r!.html

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informe 5 de quimica ii

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