UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTBAL DE HUAMANGAFACULTAD DE INGENIERA QUMICA Y METALURGIADEPARTAMENTO ACADEMICO DE INGENIERIA QUIMICA Y METALURGIAESCUELA DE FORMACIN PROFESIONAL INGENIERA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

ANLISIS INSTRUMENTAL PRCTICA: N 2DETERMINACIN DE LA CONSTANTE DE DISOCIACION DE ACIDO ACETICO

PROFESOR: Ing. TREJO ESPINOZA, Abrahn FernandoALUMNOS: APOLINARIO RICO, Yessenia Rutth CABEZAS SOTELO, David SANCHEZ AVENDAO, Leonora TACURI GARCIA, DianaGRUPO: martes de 4 - 7 p.m.FECHA DE PRCTICA: 22/09/2015 FECHA DE ENTREGA: 30/09/2015

AYACUCHO PER2015

I. OBJETIVOS Determinacin el resultado del coeficiente de disociacin (Kd). Determinar la ecuacin de la recta.

II. FUNDAMENTO TEORICO

CIDO ACTICO (CH3-COOH):

El cido actico, o su forma ionizada, el acetato, es un cido que se encuentra en el vinagre, siendo el principal responsable de su sabor y olor agrios. Su frmula es CH3-COOH (C2H4O2). De acuerdo con la IUPAC se denomina sistemticamente cido etanoico.En disolucin acuosa, el cido actico puede perder el protn del grupo carboxilo para dar su base conjugada, el acetato. Su pKa es de 4.8 a 25C, lo cual significa, que al pH moderadamente cido de 4.8, aproximadamente la mitad de sus molculas se habrn desprendido del protn. Esto hace que sea un cido dbil y que, en concentraciones adecuadas, pueda formar disoluciones tampn con su base conjugada. La constante de disociacin a 20C es Ka= 1,75x10-5.

Constante de disociacinLa constante de disociacin de cidos y bases dbiles puede ser determinada en base de sus curvas de titulacin potenciomtrica. El equilibrio de la disociacin de un cido dbil monobsico puede ser expresado por la siguiente ecuacin:

La constante de disociacin es:

Por lo tanto:

Por consiguiente, si la porcin de la curva de titulacin sobre el punto de equivalencia es transformado en log {[A-] / [HA]} vs. pH se obtiene una lnea recta con pendiente +1, cuya interseccin con la absisa da - log Kd. (Figura 1).

Introduciendo el grado de titulacin como:

Donde:V = Volumen de la solucin tituladora aadido a la solucin antes del punto de equivalencia.Ve = Volumen de la solucin tituladora consumido hasta el punto de equivalenciaAl principio de la titulacin: V = O, entonces x = O; en el punto de equivalencia V = Ve y x = 1.Aplicando el grado de titulacin (x) y la concentracin inicial del cido (Ca), se puede transformar los trminos del lado izquierdo de la ecuacin (1) en:

[H+] y [OH-] pueden ser calculadas del valor de pH perteneciente al punto de la titulacin en el grado de titulacin (x).La ecuacin (2) se puede simplificar si Ca 10"2 M, puesto que en el intervalo de pH de 4 a 10 la [H+] y [OH'] se pueden despreciar, entonces:

Comparando las ecuaciones (1) y (3) se obtiene:

En la solucin semititulada x = 0,5, reemplazando en (4):

As el valor del pH en la solucin semititulada es igual al exponente de la disociacin del cido dbil. (GORDUS, A. 1 987)

Determinacin de Constantes de Disociacin y/o constantes de Formacin.Entre las muchas aplicaciones de los mtodos y medidas espectrofotomtricas se encuentra la medida de concentraciones de especies en equilibrio con el fin de establecer el valor de las constantes de disociacin, o bien de las constantes de formacin, ya que si cada especie absorbe luz en diferentes longitudes de onda, es posible medir sus concentraciones sin alterar el equilibrio. Si se plantea el equilibrio:XY X + Y La constante de equilibrio termodinmica, tomando a como actividad de cada especie, es:

Expresando la actividad como el producto de la concentracin por el coeficiente de actividad, a = C. f, entonces:

Siendo f el coeficiente de actividad y CX, CY y CXY concentraciones en el equilibrio.Si se asume que los coeficientes de absortividad molar de X, Y, y XY son grandes, mayores que 104 M-1cm-1 es posible trabajar con concentraciones relativamente bajas y se puede suponer soluciones casi ideales. En este caso, los coeficientes de actividad seran igual a la "unidad" y como una buena aproximacin la constante de equilibrio puede ser determinada usando la relacin de la constante de concentracin KC.As, en muchos casos el problema analtico planteado consiste en la determinacin de varias especies en solucin o anlisis simultneo o multicomponente, siendo de gran aplicacin los mtodos espectrofotomtricos en la resolucin de estos problemas.

http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/2001184/lecciones/Cap15/05_01_01.htm

TABLA N01: Constante de disociacin de vinagre

MUESTRAKd, prcticoKd, terico

cido actico de laboratorio (1M)(Hamilton)

III. MATERIALES Y METODOS:

A) Materiales: 03 Erlenmeyer 250 ml. 02 Buretas de 50 ml. 02 Soporte universal. 01 Vasos de precipitado de 100 ml. 01 vaso de precipitado de 500 ml. 01 Esptula 02 pipetas de 5 ml

Reactivos:

cido actico (CH3COOH) (vinagre tinto). Hidrxido de Sodio (NaOH). Naftalato de potasio C8H5KO4 Fenoftalena Agua destilada (H2O).

Equipos:

pHmetro 370PH - JENWAY Electrodo de vidrio. Agitador magntico Balanza digital

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1: Preparacin de solucin NaOH 0.05N; V=500 mL

Se pes 2.01 gramos de hidrxido de sodio. Se Disolvi el hidrxido de sodio con agua destilada. Luego se enrasa en una fiola de 1 litro.

2: Valoracin de la solucin de NaOH.

Se mont el equipo de titulacin. Se pes 0.0247gramos de naftalato acido de potasio. En un vaso precipitado de 100 mL se disolvi el naftalato acido de potasio en agua. Se enras a cero en la bureta con NaOH para realizar la titulacin. Se agreg tres gotas de fenolftalena a la disolucin. Con ayuda de un agitador magntico se titul hasta el cambio de color (grosella).

3: Determinacin del cido actico.

Se calibr el pH-metro con ayuda de soluciones buffer de pH conocido y obtener as una curva de titulacin de una precisin adecuada para el electrodo dado. Se agreg 3 ml de la solucin de cido actico a un vaso precipitado de 500 mL con la ayuda de una pipeta volumtrica, luego se agreg 97mL de agua destilada para obtener 100 mL de solucin. Se coloc el electrodo del PH-metro, para obtener la lectura del PH. Se realiz la titulacin con la solucin estndar de NaOH 0,05 N agregando en porciones de 1 mL y al cabo de cada adicin leer el pH.

V. RESULTADOS

1: Clculo de la masa de NaOH, para preparar una solucin de 500ml al 0.05N

2: Valoracin de solucin de NaOH

NaOH + KHF KNaF + H2O

CALCULOS:

DATOS:

M1 = 0.0245gVg1 = 2.7mlM2 = 0.0267gVg2 = 2.9 mlM3 = 0.0228gVg3 = 2.5 ml

REEMPLAZAMOS:

MASA 1:

MASA 2:

MASA 3:

PROMEDIO:

N = (N1 + N2 + N3)/3

N = 0.048N3. Determinacin de cido actico.

Para calcular el volumen a la cual se neutraliza usamos los siguientes grficos, tanto de las tangentes, la primera derivada y la segunda derivada para la muestra en el vinagre tinto.

TABLA N 01: Datos para la determinacin de la constante de disociacin.

V NaOHPHX= VNaOH/Ve1-x(x/1-x)Log(x/1-x)

03.08010

13.210.021739130.978260870.02222222-1.65321251

23.330.0434782610.9565217390.04545455-1.34242268

33.430.0652173910.9347826090.06976744-1.1563472

43.50.0869565220.9130434780.0952381-1.0211893

53.690.1086956520.8913043480.12195122-0.91381385

63.770.1304347830.8695652170.15-0.82390874

73.830.1521739130.8478260870.17948718-0.74596657

83.90.1739130430.8260869570.21052632-0.67669361

93.940.1956521740.8043478260.24324324-0.61395921

104.010.2173913040.7826086960.27777778-0.5563025

114.050.2391304350.7608695650.31428571-0.50267536

124.140.2608695650.7391304350.35294118-0.45229767

134.170.2826086960.7173913040.39393939-0.40457059

144.220.3043478260.6956521740.4375-0.35902194

154.250.3260869570.6739130430.48387097-0.31527043

164.290.3478260870.6521739130.53333333-0.27300127

174.350.3695652170.6304347830.5862069-0.23194908

184.370.3913043480.6086956520.64285714-0.19188553

194.410.4130434780.5869565220.7037037-0.15261016

204.460.4347826090.5652173910.76923077-0.11394335

214.510.4565217390.5434782610.84-0.07572071

224.540.478260870.521739130.91666667-0.03778856

234.630.50.510

244.650.521739130.478260871.090909090.03778856

254.670.5434782610.4565217391.190476190.07572071

264.710.5652173910.4347826091.30.11394335

274.760.5869565220.4130434781.421052630.15261016

284.790.6086956520.3913043481.555555560.19188553

294.820.6304347830.3695652171.705882350.23194908

304.870.6521739130.3478260871.8750.27300127

314.910.6739130430.3260869572.066666670.31527043

324.970.6956521740.3043478262.285714290.35902194

335.060.7173913040.2826086962.538461540.40457059

345.10.7391304350.2608695652.833333330.45229767

355.130.7608695650.2391304353.181818180.50267536

365.230.7826086960.2173913043.60.5563025

375.30.8043478260.1956521744.111111110.61395921

385.360.8260869570.1739130434.750.67669361

395.480.8478260870.1521739135.571428570.74596657

405.550.8695652170.1304347836.666666670.82390874

415.690.8913043480.1086956528.20.91381385

425.810.9130434780.08695652210.51.0211893

435.940.9347826090.06521739114.33333331.1563472

446.120.9565217390.043478261221.34242268

456.50.978260870.02173913451.65321251

469.6610

4710.61.02173913-0.02173913-47

4811.081.043478261-0.043478261-24

4911.281.065217391-0.065217391-16.3333333

5011.381.086956522-0.086956522-12.5

5111.471.108695652-0.108695652-10.2

5211.61.130434783-0.130434783-8.66666667

5311.661.152173913-0.152173913-7.57142857

5411.731.173913043-0.173913043-6.75

5511.761.195652174-0.195652174-6.11111111

5611.811.217391304-0.217391304-5.6

5711.851.239130435-0.239130435-5.18181818

5811.871.260869565-0.260869565-4.83333333

5911.91.282608696-0.282608696-4.53846154

6011.931.304347826-0.304347826-4.28571429

6111.961.326086957-0.326086957-4.06666667

6211.981.347826087-0.347826087-3.875

6311.991.369565217-0.369565217-3.70588235

6412.011.391304348-0.391304348-3.55555556

POR LO TANTO:

VI. DISCUSIONES

Como se pudo apreciar en la prctica se obtuvo que LogKd = pKd = para el vinagre tinto, pero al comparar este resultado con la teora (HAMILTON, 1986), donde nos indica que LogKd= pKd = a 25C y por lo tanto nuestro valor obtenido se aproxima al valor de que nos muestra la teora por lo que afirmaramos que la constante de disociacin del cido actico se encuentra alejado del rango establecido. Por lo tanto nuestra constante de disociacin obtenida en la prctica, del vinagre tinto fue realizado a temperatura ambiente que tiene un valor aproximado de 20C, el cual sera el causante en cuanto a la variacin en las constantes de disociacin, tambin los errores se deben a que no hubo una buena precisin al momento de la titulacin y en dar la lectura del potencimetro, por ello la variacin de resultado de la parte experimental con la terica, por lo que podemos afirmar que obtuvimos resultados favorables y muy prximos a los resultados tericos. VII. CONCLUSIONES

Se logr determinar la constante de disociacin de una solucin de acido actico a condiciones de laboratorio. Se lleg graficar la ecuacin de la recta, adecuadamente

VIII. BIBLIOGRAFIA

- GORDUS, A. 1 987. Qumica Analtica. Editorial McGraw-Hill Interamericana S. A. Mxico. D. F. http://www.wikipedia.com http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/2001184/lecciones/Cap15/05_01_01.htm