informe de reacciones de oxidacion y reduccion
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REACCIONES DE OXIDACIN YREDUCCIN
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DOCENTE:
SECCIN:
SEMESTRE:
2012II
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INTRODUCCIN
Desde hace miles de aos se sabe que el vinagre, el jugo de limn y muchos otros
alimentos tienen un sabor cido. Sin embargo, no fue hasta hace unos cuantos cientos de
aos que se descubri por qu estas cosas tenan un sabor cido. El trmino cido, en
realidad, proviene del trmino Latino acere, que quiere decir cido. Aunque hay muchas
diferentes definiciones de los cidos y las bases, en esta leccin introduciremos los
fundamentos de la qumica de los cidos y las bases.
En el siglo XVII, el escritor irlands y qumico amateur Robert Boyle primero denomin las
substancias como cidos o bases (llam a las bases lcalis) de acuerdo a las siguientes
caractersticas:
Los cidos tienen un sabor cido, corroen el metal, cambian el litmus tornasol (una tintaextrada de los lquenes) a rojo, y se vuelven menos cidos cuando se mezclan con las
bases.
Las Bases son resbaladizas, cambian el litmus a azul, y se vuelven menos bsicas cuando
se mezclan con cidos.
Pero en esta prctica tambin trataremos el tema de la titulacin cido base que es una
tcnica o mtodo de anlisis cuantitativo muy usada, que permite conocer laconcentracin desconocida de una disolucin de una sustancia que pueda actuar como
cido o base, neutralizndolo con una base o cido de concentracin conocida.
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OBJETIVOS
Consiste en realizar el estudio de un aspecto muy interesante en el equilibrioheterogneo, referido a sales poco solubles, asimismo de cidos y bases, su
determinacin de la concentracin por volumetra (titulacin).
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FUNDAMENTO TERICO
Precipitacin selectiva:
En los anlisis cualitativos como en los cuantitativos es necesario aprovechar las diferentes
solubilidades, a fin de separar solo una del as sales de una solucin, y los clculos que
usan en los productos de solubilidad pueden indicarnos, cuando es posible una separacinde este tipo.
Acido:
Segn BRONSTED y LOWRY es la sustancia que puede donar un protn H+ a una base de
acuerdo con la ecuacin:
Algunas veces se utiliza la forma abreviada:
Base:
Segn BRONSTED y LOWRY, es la sustancia que puede aceptar en protn de cualquier
acido HA, de acuerdo con la ecuacin ACIDO-BASE.
Hidrlisis:
Proceso que se presenta cuando uno o ambos de los iones de una sal reaccionan con el
agua formando una base dbil o un acido dbil o ambos.
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Debido a que los cidos dbiles y bases dbiles en solucin acuosa estn siempre en
equilibrio con sus iones, estas reacciones de hidrlisis sern siempre reacciones en
equilibrio.
Producto de solubilidad (Kps):
Esta constante es un caso particular de la constante de equilibrio. Cuando una sal AB es
ligeramente soluble se tiene la siguiente expresin:
Escala de pH
La concentracin molar de
) en una disolucin acuosa es por lo general muy
pequea. Por lo que usamos convenientemente esta concentracin en trminos
del pH, el cual es el logaritmo negativo de base 10 de de . Se puede observarde la siguiente manera:
Por lo que se puede observar, que para concentraciones mayor acidez de una
sustancia el pH ser desde 7 (neutra) hasta 0 (muy acido).
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Relaciones entre , pHa 25C.
Tipo de disolucin pHcida > 1.0 x 10-7 < 1.0 x 10-7 < 7.00
Neutra = 1.0 x 10-7 = 1.0 x 10-7 = 7.00
Bsica < 1.0 x 10-7 > 1.0 x 10-7 > 7.00
MATERIALES Y REACTIVOS
MATERIALES:
Matraz de Erlenmeyer Cepillo Tenazas
Pipeta Tubos de ensayo Bureta
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Probeta Agua destilada Vaso de precipitado
REACTIVOS
Naranja de metilo Acido actico Hidrxido de sodio
Violeta de metilo Solucin desconocida Fenolftalena
Acido Clorhdrico
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PARTE EXPERIMENTAL
EXPERIMENTO N 1: Precipitacin Selectiva-Cloruro con iones y en presencia de:Los pasos a seguir para la realizacin de este experimento son los siguientes:
1. Vierta 2ml de en un tubo de ensayo, y en otro tubo 2 ml de . Anote elcolor de cada solucin observe cuidadosamente lo ocurrido y anote.2. Pipetee a un matraz de Erlenmeyer, 10 ml de solucin de . Y adale 2 ml de (aproximadamente 20 gotas=1ml).3. Llene en una bureta 10 ml de y agregue lentamente a la solucin
anterior (gota a gota), agitando convenientemente el erlenmeyer.
RESULTADOS:
Los resultados obtenidos en esta experiencia son los siguientes:
De las soluciones podemos vera que : Solucin incolora. Solucin de color amarillo. Solucin incolora. La reacciones obtenidas en la primera parte son:
En el compuesto es el precipitado formado, adems es de color blanco.En el compuesto es el precipitado y tiene un color marrn. En la ltima parte tendremos lo siguiente:
La solucin resultante es de color amarillo. De hacemos reaccionar la solucincon .
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Donde la solucin resultante es de color anaranjado.
EXPERIMENTO N 2: Determinacin del pH de soluciones cidas de diferentes
concentraciones.
Para la realizacin de eta experiencia, preparar soluciones cidas estndar mediante
disolucin de concentraciones a molar:1. Medir 5 ml de
en un tubo de ensayo de 13x100, que est limpio y seco.
Rotule este tubo con ya que el cido fuerte se puede suponercompletamente ionizado en sta solucin diluida.2. Preparar 5 ml de , para lo cual tome de y pipetee de destilada. Mezcle esta nueva solucin y rotule: 3. Preparar 5 ml de , para lo cual tome de y pipetee de destilada. Mezcle perfectamente y rotule: 4. Preparar 5 ml de para lo cual tome de pipetee de destilada, mezcle perfectamente y rotule: 5. Separar en dos partes iguales el contenido de cada uno de los tubos de
concentraciones preparados, formando as dos series. A la primera serie aada 1gota de violeta de metilo, y a los de la segunda serie aada 2 gotas de anaranjadode metilo.
6. Anote la coloracin observado en cada uno de los tubos en cada solucin o deconcentraciones distintas, haciendo uso de lpices de colores.
7. Conserve todos los tubos para el siguiente experimento, la notacinreemplaza a la notacin .RESULTADOS:
De los 4 primeros pasos vamos a tener lossiguientes resultados:
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Grafico 1: Concentraciones de HCl obtenidas
En el paso 5 tenemos que formar dos series (A y B), a la serie A le aadimos 1gota de violeta de metilo y a la serie B le agregamos 2 gotas de anaranjado demetilo.
Grafico 2: Serie A Grafico 3: Serie B
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Grafico 4: Disoluciones obtenidas experimentalmente
EXPERIMENTO N 3: Determinacin de la en la solucin acida Desconocida.Se debe seguir el siguiente procedimiento:
1. Medir 5 ml. de solucin acida desconocida (A), en su probeta.2. Separe en partes iguales, en dos tubos.3. Aada 2 gotas de anaranjado de metilo a uno de los tubos y dos gotas de violeta
de metilo al otro.4. Realice la comparacin de colores de estas dos soluciones con los colores de las
otras dos series preparadas anteriormente.
RESULTADOS Y OBSERVACIONES:
Cuando se vierte el violeta de metilo a la solucin desconocida, la solucin se tornade color azul.
Cuando se vierte el anaranjado de metilo a la solucin desconocida, la solucin setorna de color rojo.
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Grafico 5: Disoluciones de la muestra desconocida
La concentracin de la muestra desconocida es 0.01M
Muestra desconocida + violeta de metilo solucin de color azulMuestra desconocida + anaranjado de metilo solucin de color rojo.
EXPERIMENTO N 4: Titulacin de un cido dbil con una base fuerte con Para la realizacin correcta de este experimento se deben seguir los siguientes pasos:
1. Mida con la pipeta 10 ml de cido actico de concentracindesconocida, vierta en un erlenmeyer y agrguele 20 ml de agua destilada y dos
gotas del indicador anaranjado de metilo.
2. Llene su bureta con solucin titulante de concentracin conocida y djelacaer lentamente en el erlenmeyer, observe cualquier cambio de color en lasolucin. En el momento en que se produce un cambio permanente anote el
volumen de gastado.3. Repetir la utilizacin con el fin de obtener un resultado ms preciso.4. Realizar nuevamente la titulacin utilizando en lugar de anaranjado de metilo el
indicador FENOLFTALENA.
RESULTADOS Y OBSERVACIONES:
Para el anaranjado de metilo:
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En la bureta: La solucin final es de color amarillo:
Para el violeta de metilo:
En la bureta: La solucin final es de color fucsia.
Analticamente se ha obtenido que el pH del punto de equivalencia es pH = 8.8Lo cual realizamos de la siguiente manera:
Reemplazando todos los datos en (1):
La constante de equilibrio de acidez que se obtiene a partir de pH calculadoanalticamente, es
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CUESTIONARIO
1) Cules son las ecuaciones referentes a sales poco solubles.Las ecuaciones del experimento 1 donde encontramos sales poco solubles son:
2) En la experiencia N1 Cuntos ml. de nitrato de plata empleo hasta observar un cambiopermanente y que concentracin de iones precipita el ? , N: Normalidad
Sea la reaccin:
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, donde:: Parmetro de valencia, y para iones: = [Carga in]
M: Molaridad
Se emple 12,2 ml. de AgNO3. Para ello han debido reaccionar AgCl y AgNO3 en igual N de eq-g.
Luego:
Reemplazando datos: 3) A qu concentraciones de iones precipita el?Para responder esto debemos hacer uso de:
4) Qu concentracin de iones cloruro queda en la solucin al momento que empieza a
precipitar el
?
Si queremos que la precipitacin del Ag2CrO4 ocurra exactamente, se debe tener la siguiente
concentracin del indicador:
Si la concentracin de cromato de potasio es slo 0,005 M la precipitacin de Ag2CrO4 ocurrir
cuando la concentracin de in plata alcance el siguiente valor:
[]
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En consecuencia:
5) Cmo determinara si una solucin es cida o bsica?Se puede utilizar el siguiente mtodo casero
Preparar un t cargado sin endulzar ni agregar nada: Disolver la sustancia en cuestin si es que no
est ya disuelta. Agregar un chorrito al t. Si el t se vuelve de color amarillo plido, la sustancia es
cida. Si aumenta an ms su coloracin ponindose castao oscuro, la sustancia es bsica. Si el
color del t no cambia, la sustancia es neutra.
6) En la experiencia N4, al agregar 20 ml. de agua destilada, vario el numero de moles deCH3COOH?
Mediante el uso de indicadores colorimtricos y de sus respectivas tablas que indican el intervalo
de pH segn el color que adquiere el indicador. Por ejemplo, supongamos que se prueba una
solucin con tres indicadores y que se obtienen los siguientes resultados: La solucin hace que el
tornasol se enrojezca (pH< 5,5), el azul de timol se vuelva amarillo (pH>2,8) y el rojo de metilo se
vuelva rojo (pH
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9) El acido frmico (HCOOH) debe su nombre al hecho de haberse encontrado en el organismode las hormigas las cuales los utilizan en sus mecanismos de defensa frente a un ataque
exterior. Es de suponer que el acido frmico no sea un acido fuerte, pues de lo contrario
atacara los tejidos de la misma hormiga, se ha encontrado que la constante de equilibrio desu disociacin a 25C. es .a) Es espontaneo el proceso de disociacin del acido frmico?b) Qu concentracin de iones hidrogeno se encuentra en una solucin 0.10 M.?
PARTE II
EXPERIMENTO No. 3: Titulacin de una Base Dbil con un cido fuerte 1.
Medir usando la pipeta 1 ml de de concentracin desconocida; verter en unerlenmeyer, agregar 20 ml de agua destilada y dos gotas de indicador anaranjado demetilo.
2. Llenar la bureta con (solucin titulante de concentracin conocida). Ahora va a aadirlentamente al erlenmeyer preparado en (1) agitando continuamente, hasta observar
cualquier cambio de color en la solucin y en el momento en que se produzca un cambio
permanente dejar aadir, y anotar el volumen de gastado.3. Repetir nuevamente la titulacin, para que pueda obtener un resultado ms preciso.4. Realice a los mismos pasos de titulacin y use el indicador fenolftalena, en lugar del
anaranjado de metilo.
RESULTADOS Y OBSERVACIONES:
Naranja de metilo:
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Violeta de metilo:
EXPERIMENTO No. 4: Determinacin del pH- Reacciones Hidrlisis.
1. Lavar y secar con sumo cuidado una luna de reloj.2. Colocar en forma separada sobre este luna 6 trocitos de papel indicador universal
(convenientemente distanciados uno de otro).
3. Deje caer una gota cuidadosamente sobre trocitos de papel indicador los siguientesreactivos: 4. Observe detalladamente anote el pH de cada sal, comparando la coloracin de cada
trocito de papel indicador con el estndar correspondiente (que se encuentra pegado en
la columna del laboratorio).
5. Realice el llenado del cuadro.
RESULTADOS:
Reacciones de hidrlisis:
a) Na2CO3:Se puede observar que esta sal proviene de un acido debil y una base fuerte,
entonces se tiene la siguiente reaccin de hidrlisis parcial: b) (NH4)2CO3:
Se puede observar que esta sal proviene de un acido dbil y una base dbil por lo
que la sal se hidroliza casi completamente:
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c) NaCl
Se puede observar que esta sal proviene de un acido fuerte y una base fuerte por lo
que no habr hidrlisis.
d) Zn(NO3)2Aqu se puede observar una sal que proviene de un base dbil y un acido fuerte. Si
hay hidrlisis parcial: e) Na2S
Se puede observar que esta sal proviene de un acido debil y una base fuerte por lo
que habr hidrlisis parcial.
Sales NaCl NaHCO3 FeCl3 NH4Cl Na2S
pH 6.5 11 1.5 6 1.3
TABLA DE DISTRIBUCIN DE PH
CONCLUSIONES
Un proceso de dilucin genera que la solucin final tenga una concentracin menor desoluto; adems resulta ser un procedimiento sencillo. Pero en caso de querer obtener una
concentracin determinada debemos tener cuidado al medir las cantidades involucradas
para tener un buen resultado.
La titulacin de un cido dbil con una base fuerte es un proceso en cuya fase inicial:
La solucin contiene un cido dbil diluido. El pH depende de la ionizacin del cido. Se puede usar la constante de equilibrio para buscar la concentracin de
Y como consideraciones generales podemos decir que: El aumento en pH en las etapas iniciales es mayor que en el caso del cido fuerte
de igual concentracin.
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Para calcular el pH de soluciones se puede usar indicadores dependiendo del grado de elgrado de exactitud con que se quiere calcular y dependiendo del pH de la solucin ya que
el indicador tiene un lmite para aumentar el pH bastara con diluir la solucin con agua.
Las bases siempre reaccionan con los cidos, ambos fuertes, en una reaccin llamada deneutralizacin, y sus productos sern sus respectivas sales y agua.
En el experimento 2, se nota que cada uno de los tubos tiene diferente concentracin,esto se puede observar tambin debido al color de cada uno, y gracias a ello en el
experimento 3 pudimos determinar, por comparacin de colores, la concentracin del
cido desconocido.
Los indicadores nunca intervienen en una reaccin, y el color de estos vara de acuerdo ala concentracin de iones H
+.
El pH de algunas sustancias pueden ser hallados experimentalmente por comparacin decolor frente a patrones con un mismo indicador.
Una de las formas como hallar la concentracin de ciertas sustancias, es por medio de latitulacin, con lo cual se medir un volumen gastado necesario para que se formen los
productos.
BIBLIOGRAFA
Qumica, Chang Raymond, Mc Graw Hill, Qumica: la ciencia central, Brown Theodore L., Eugene H. Le May (Jr.), Bruce E. Bursten,
Prentice Hall. Mc. Murry. J. Qumica Orgnica 3 Edicin. Addison-Wesley Iberoamericana.1994 .
Bailey. P S. Organic Chemistry 4 Edit. Allyn and Bacon Inc. 1990 . Guia de Laboratorio de Quimica II (QU114), Facultad de Ingeniera Gelogica, Minera y
Metalurgica.
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