Titulación acido fuerte - base fuerte y

dureza del agua

Objetivos:

1. Comprender el significado de punto de equivalencia en la

neutralización de ácido fuerte – base fuerte.

2. Saber cómo diferenciar agua dura de agua blanda y conocer cómo

reducir la dureza del agua, mediante diversas pruebas químicas y

físicas experimentales.

Fundamentos teóricos:

Bueno lo que en el experimento básicamente verificaremos:

Titulación:

La titulación es una forma común de determinar la

concentración de una solución utilizando una segunda

solución de concentración conocida, llamada solución

estándar.

El punto en el que han reaccionado cantidades

estequiométricos equivalentes, se conoce como punto de

equivalencia de la titulación .Se conocen diferentes

métodos para determinar el punto de equivalencia y el que

usaremos en la experiencia es la fenolftaleína, un indicador

químico que cambia de color en respuesta a un cambio

químico.

Dureza del agua:

Es el contenido de sales solubles de calcio, magnesio,

expresado a veces como carbonato de calcio y en otros

casos como sulfatos, cloruros y nitratos.

La expresión de dureza es en (ppm).

-Tipos de dureza:

a. Dureza temporal: Se debe a los bicarbonatos de calcio y

magnesio (Ca( y Mg respectivamente).

b. Dureza permanente: Se debe a los sulfatos, cloruros y

nitratos de calcio y magnesio.

-Ablandamiento del agua:

1. Ebullición: Un simple hervor ablanda el agua

temporalmente, pero genera incrustaciones indeseables

(caliche).

2. Tratamiento químico:

a. Eliminación de la dureza temporal: Se emplea CaO (cal

viva) y Ca(OH (cal apagada).

b. Eliminación de la dureza permanente: Se emplea

carbonato de sodio( N C ).

Procedimiento experimental:

Experimento N°1: Determinación del punto de equivalencia.

Se deposita 5mL de HCl en un matraz de Erlenmeyer con la ayuda de una bureta.

Se echa 3 gotas de fenolftaleína como indicador.

Llenamos la bureta con NaOH estandarizado de 0,10M.

Colocamos el matraz conteniendo HCl en la base del soporte y dejamos caer gradualmente gotas de NaOH dentro del matraz.

El punto de equivalencia se evidencia en el cambio de color de la sustancia.

Agitar delicadamente el matraz para observar el cambio de color, y cerrar la bureta cuando se efectuó el cambio.

Observación: Anotar el volumen empleado de NaOH.

Resultados:

El instante donde cambio de color la solución nos indicara el punto de

equivalencia.

Se cumple:

#eq-gr-acido=#eq-gr-base

Datos:

- =5 mL

- encontrado experimentalmente=0,62 mL

- =?

- =1 N

Entonces se tiene:

5mL. =0,62mL.1N

experimental=0,0124N.

Conclusiones:

-El color rojo grosella que se aprecia es debido a un exceso de NaOH, el

cual es apreciable gracias al indicador de fenolftaleína.

-Debido a que el NaOH y el HCl son reactantes de una reacción de

neutralización el cambio de color nos indica que el HCl se neutralizo por

completo, en el punto de equilibrio pasando luego a un medio básico.

Experimento N°2: Determinación cuantitativa de la dureza del

agua.

Prueba A: Preparación de muestras de agua.

Se vierte en tubos de ensayos muestras de agua de caño, agua hervida, agua destilada y agua de bebedero de la FIC respectivamente para el análisis de carácter cualitativo y cuantitativo.

Prueba B: Investigaciones cualitativas.

Primera serie.

De las muestras anteriores en los tubos se toma 5 cm. de agua y se les añade 10 gotas de solución de jabón a cada tubo respectivamente.

Agite los tubos tapando con del dedo pulgar. Dejar reposar y observe de modo especial la permanencia de la espuma y la turbidez.

Segunda serie:

Con las muestras anteriores, coja una tira de papel indicador y mójela. (Con cada tipo de agua).

Luego lleve la tira a la cartilla de comparación a fin de hallar el pH aproximado (de cada tipo de agua).

Resultados:

Primera serie:

TIPO DE AGUA

PRIMERA SERIE

ALTURA DE ESPUMA PRODUCIDA(cm)

Agua de caño 1 A 0.5

Agua hervida 2 A 0.8

Agua destilada 3 A 5.5

Agua de bebedero 4 A 1

Segunda serie:

TIPO DE AGUA PAPEL INDICADO PH

Agua de caño 7.25

Agua hervida 6.25

Agua de destilada 7

Agua de bebedero 7

Conclusiones:

-Como se vio mientras más dura sea el agua menor espuma se producirá

en los diferentes tipos de agua analizados.

-Con el agua destilada se obtiene una mayor eficiencia en la utilización del

jabón (espumeo).

Con el agua de caño, que es dura, y de- ionizarla es muy caro, en vez del

jabón están los detergente que tiene la misma función pero una mayor

eficiencia, solo que son más contaminantes que el jabón.

Se observa la formación de espuma en los diferentes tubos de ensayo,

y la cantidad de esta espuma depende del tipo de agua analizada.

También se aprecia la formación de un gel, el cual flota y también en la

parte superior de cada tubo de ensayo.

Prueba c: Investigaciones cuantitativas.

Ponga 5 mL del agua a analizar en un matraz.

Añada 1,5 mL de solución de Buffer para mantener el pH=10.

Luego añada 3 gotas de solución de negro de ericromo hasta observar un cambio de color.

Llenar en una bureta una solución de EDTA. Luego añada de la bureta gota a gota la solución de EDTA ala matraz de Erlenmeyer.

Cuando se observa un cambio de color (que pasa de rojo a azul), cerrar la bureta y apuntar el volumen de EDTA

empleado y así calcular la dureza del agua.

Tenga en cuenta que 1 mL de solución de EDTA equivale a 1 mg de 𝐶𝑎𝐶𝑂 .

Resultados:

TIPO DE AGUA GASTO DE EDTA(ml)

CALCULO DE LA DUREZA(ppm)

Agua de caño 2.3 460

Agua hervida 2.8 560

Agua destilada 0 0

Agua del Bebedero

2.5 500

Conclusiones:

-Aquellos que consumen más EDTA son el tipo de agua que más iones

calcio y magnesio contiene.

-Mientras más tratada sea el agua será más pura y por lo tanto los iones

calcio y magnesio son escasos

Cuestionario:

1. Algunas de las aguas estudiadas en la serie 2 del experimento dan

reacción acida. ¿Puede usted explicar esto?

Las aguas duras tienes gran cantidad de sales de calcio de magnesio. El

agua contiene ácidos sulfúricos, carbónicos y nítricos que nunca han sido

eliminados. Los cuales frente al papel indicador universal nos arroja a un

pH ligeramente menor que 7, el cual no indica su carácter acido.

2.Una muestra de agua de rio requiere 7.5ml de solución EDTA 0.015 M

por cada 80ml de muestra. ¿Cuál es su dureza?

Calculamos :

Sabemos que un mol de EDTA acompleja a un mol de

entonces:

Hallamos en miligramos:

Hallamos la dureza del agua en ppm de equivalente:

Entonces la dureza del agua es

.

3.(50ml) de un agua de manantial consume 3.5 ml de solución de EDTA

0.02 . Después de pasar otra muestra del mismo material a través de una

columna de intercambio iónico se observa que 100 ml de agua

ablandada consume 0.15 ml de la misma solución de EDTA. ¿Cuál es la

eficiencia del intercambiador?

Se tiene:

Agua Dura Agua Ablandada

50 ml consume 3.5 ml EDTA(0.02M)

100 ml consume 0.15 ml EDTA(0.02M)

100 ml consume 7 ml EDTA(0.02M)

100 ml consume 0.15 ml EDTA(0.02M)

Numero de moles Agua cruda=M(EDTA)volumen(consumido EDTA)

-Número de moles Agua cruda=0.02x7ml

Numero de moles Agua cruda=14/100000

-De la misma manera procedemos a hallar el número de moles de Agua

ablandada.

Numero de moles de agua ablandada=0.3/100000

-Remplazando

4. Explique la formación del precipitado meloso del jabón con agua dura

NaRCOO + Ca → Ca(RCOO)2↓ + 2Na

Jabón En Agua

El agua dura tiene gran cantidad de sales de calcio y de magnesio. Cuando se disuelve el jabón en un agua dura, forma palmitato y estearato de calcio y de magnesio (son melosas). Estas sales son insolubles y precipitan en forma de grumos melosos, por eso incluso se dice que las aguas duras cortan el jabón.

5. Cuando una solución de Bicarbonato de Sodio tiene indicador fenolftaleína el color es un rosado claro. Si esta solución se hierve el color es rojo intenso. Expliqué.

El color rosado claro nos indica que la solución es ligeramente básica y al

hervirla se vuelve incluso más básica, según indica la fenolftaleína.

Ocurre la siguiente reacción:

2 CO3HNa + calor → CO3Na2 + CO2 + H2O

-pH(CO2HNa)=entre 7 y 8.

-pH(CO3Na)= entre 11 y 12.

El indicador fenolftaleína se vuelve más intensa a medida que el medio se

vuelva más básico.

Bibliografía:

Páginas Web:

http://www.ehowenespanol.com/ph-carbonato-sodio-agua-hechos_117186/

http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/51/htm/sec_10.html

http://arturobola.tripod.com/dureza.htm

Libros:

QUÍMICA (7ma edición), Raymond Chang

QUÍMICA GENERAL, Petrucci, Harwood, Herring.