Practica N° 3

TITULACIONES POTENCIOMETRICAS DE NEUTRALIZACION

1. Generalidades

Las titulaciones potenciometricas se caracteriza por la variación del pH en función del volumen añadido de una solución valorante, en una reacción de neutralización el electrodo indicador (membrana de vidrio) manifiesta un potencial de acuerdo a la actividad o concentración del ion hidronio u oxihidrilo el que se refleja en la FEM de la celda ya sea en unidades de mv. O ph. Para las titulaciones acido base, la curva de titulación acido base, la curva de titulación consistente en graficar el pH contra los mililitros del titulante. Estas curvas son muy útiles para juzgar la factibilidad de una titulación y para seleccionar el indicador adecuado ( caso de valoraciones volumétricas ). Las titulaciones donde se emplean ácidos y bases son muy utilizadas para el control analítico ( control de calidad) de muchos productos comerciales

H+ + OH- H2O

2. Equipo

El equipo necesario es el siguiente :

Peachimetro Electrodos

electrodo indicador : membrana de vidrio electrodo de referencia : calomel o plata – cloruro de plata

Agitador magnético

3. Material de vidrio

El material de vidrio necesario es el siguiente :

Vaso de precipitado de 150 ml Bureta de 25 ml Fiolas de 100 – 250 ml

4. Reactivos

Solución de acido clorhídrico 0.01 M Solución de acido acético 0.01M Solución de hidróxido de sodio 0.1M Vinagre y vino

5. Procedimiento

5.1 Titulación potenciometrica de electrolitos puros

Depositar 100ml de solución a titular (HCL 0.01 M O CH3COOH 0.01M) en un vaso de precipitados de 150 ml

Introducir la barra de agitación Sumergir los electrodos y conectar el peachimetro Depositar en una bureta de 25 ml solución de NaOH 0.1 M Titular potenciometricamente es decir por cada mililitro de adición del

titulante anotar la variación del pH. graficar la curva potenciometrica, determinar el punto de equivalencia y

realizar los cálculos analíticos.

5.2 Determinación del contenido de ácido de vinagres y vinos

(a) Muestra de vinagre, pipetear 25 ml. Del mismo en un matraz aforado de 250 ml y enrasar con agua destilada, homogenizar y pipetear alícuotas de 10 ml en un vaso de 150 ml, añadir a cada uno aproximadamente 50 ml de agua destilada y valorar potenciometricamente con solución de NaOH 0.1 M ( dar la acidez del vinagre en porcentaje p7v de CH3COOH PF 60.053)

(b) Muestra de vino, pipetear alícuotas de 50ml de vino en un vaso de 150ml , añadir a cada uno unos 50 ml de agua destilada y valorar potenciometricamente con solución de NaOH 0.1M (expresar la acidez de la muestra como porcentaje p/v de acido tartárico C2H2O2(COOH)2 PF 150.09)

6. Resultados y conclusiones

Titulante: NaOHSolución a titular HCl

V pH ∆ pH∆V

∆2 pH∆V 2

0 2.26 0.08 -0.051 2.24 0.03 -0.012 2.27 0.02 0.023 2.29 0.04 -0.014 2.33 0.03 0.015 2.36 0.04 0.036 2.4 0.07 -0.037 2.47 0.04 0.048 2.51 0.08 0.01

9 2.59 0.09 0.0910 2.68 0.18 0.9311 2.86 1.11 4.3412 3.37 5.45 -4.5913 9.42 0.86 -0.4914 10.28 0.3715 10.65

Para la primera derivada Pe=12+13−122

×5.45−1.115.45−0.86

→Pe=12.47ml NaOH O .1M

Para la segunda derivada Pe=12+ (13−12 )× 4.344.34+4.59

→Pe=12.49ml NaOHO .1M

Titulante: NaOH

Solución a titular: Yogurt

V pH ∆ pH∆V

∆2 pH∆V 2

0 4.14 0.13 0.011 4.27 0.14 0.042 4.41 0.18 -0.023 4.59 0.16 0.164 4.75 0.32 0.055 5.07 0.37 -0.016 5.44 0.36 0.067 5.8 0.43 -0.068 6.23 0.37 0.179 6.60 0.54 -0.12

10 7.12 0.42 0.0511 7.54 0.47 0.2412 8.01 0.71 -0.2613 8.72 0.45 -0.0214 9.17 0.43 0.0715 9.60 0.30 -0.0216 9.90 0.28 -0.0417 10.18 0.2418 10.42

Para la primera derivada Pe=12+13−122

×0.71−0.470.71−0.45

→Pe=12.46ml NaOH O .1M

Para la segunda derivada Pe=12+ (13−12 )× −0.26−0.26+0.02

→Pe=13ml NaOH O .1M

Conclusiones

La segunda derivada nos da un valor mar exacto acerca del punto de equivalencia de la muestra dada. Es necesario hacer los cálculos matemáticos para tener un resultado mas exacto.

7. Cuestionario

a) Defina la titulación potenciometrica de neutralización

Las titulaciones potenciometricas se caracteriza por la variación del pH en función del volumen añadido de una solución valorante, en una reacción de neutralización el electrodo indicador (membrana de vidrio) manifiesta un potencial de acuerdo a la actividad o concentración del ion hidronio u oxihidrilo el que se refleja en la FEM de la celda ya sea en unidades de mV. O pH. Para las titulaciones acido base, la curva de titulación acido base, la curva de titulación consistente en graficar el pH contra los mililitros del titulante. Estas curvas son muy útiles para juzgar la factibilidad de una titulación y para seleccionar el indicador adecuado ( caso de valoraciones volumétricas ). Las titulaciones donde se emplean ácidos y bases son muy utilizadas para el control analítico ( control de calidad) de muchos productos comerciales

b) Que ventajas y desventajas presenta las titulaciones potenciometricas frente a la titulaciones volumétricas de neutralización

La titulación potenciométrica se realiza cuando no es posible la detección del punto final de una valoración empleando un indicador visual. Se considera uno de los métodos más exactos, porque el potencial sigue el cambio real de la actividad y, el punto final coincide directamente con el punto de equivalencia.

Las principales ventajas del método potenciométrico son su aplicabilidad a soluciones turbias, florecentes, opacas, coloreadas, cuando sean inaplicables o no se puedan obtener indicadores visuales adecuados.

La mayor desventaja frente a las titulaciones volumétricas de neutralización es su susceptibilidad a interferentes

c) Que interpretación tiene el punto de equivalencia en una valoración potenciometrica?

El punto de equivalencia o punto estequiométrico, de una reacción química se produce durante una valoración química cuando la cantidad de sustancia valorante agregada es estequiométricamente equivalente a la cantidad presente del analito o sustancia a analizar en la muestra, es decir reacciona exactamente con ella.

d) Para realizar una titulación potenciometrica es necesario calibrar el peachimetro?

Antes de realizar cualquier medida es necesario calibrar el peachimetro. El peachimetro debe calibrarse con soluciones tampones de 4 y 7.

e) Indique los métodos para determinar el punto de equivalencia

Se conocen diferentes métodos para determinar el punto de equivalencia de una valoración:

Indicadores químicos: Son sustancias que cambian de color en respuesta a un cambio químico.

Cambio de color (autoindicadores): A veces una de las sustancias que intervienen en la valoración sufre un cambio de color que sirve para saber cuando ha concluido el proceso de titulación.

Potenciómetro: Un potenciómetro también puede ser utilizado para detectar el punto de equivalencia. Es un instrumento que mide el potencial eléctrico de un electrodo sumergido en la disolución.

pH-metro: Este instrumento es un potenciómetro que utiliza un electrodo cuyo potencial depende de la cantidad de iones H3O+ en la disolución. Este es un ejemplo de un electrodo selectivo de iones.

Conductancia: La conductividad de una disolución depende de los iones que están presentes en ella. Durante muchas valoraciones, la conductividad cambia de manera significativa.

Precipitación: Si un producto de una reacción en disolución es un sólido, entonces se forma un precipitado durante la valoración.

Calorimetría isotérmica: Un calorímetro de valoración isotérmica utiliza el calor producido o consumido por la reacción para determinar el punto de equivalencia.

Volumetría termométrica: La volumetría termométrica es una técnica extremadamente versátil. Se diferencia de la volumetría calorimétrica por el hecho de que el calor de la reacción (como se indica por el aumento o caída de temperatura) no se utiliza para determinar la cantidad de analito en la disolución de la muestra. En vez de eso, el punto de equivalencia se determina por la tasa de cambio de temperatura.

Espectroscopia: La espectroscopia se puede utilizar para medir la absorción de luz por la disolución durante la valoración y sus variaciones, si se conoce el espectro de absorción del reactivo, sustancia valorante o producto. Las cantidades relativas de reactivos y de productos se pueden utilizar para determinar el punto de equivalencia

8. Problemas de aplicación

a) Una muestra de 10 ml de vinagre (densidad 1.060 g/ml) se diluyo a 100 ml en un matraz volumétrico. Una alícuota de 10 ml de la solución diluida se titulo potenciométricamente con una solución de NaOH 0.1M según los siguientes datos experimentales. Calcular:

- Los mg de acido acético en cada ml de vinagre diluido- el porcentaje en peso de acido acético (peso/peso)

ml NaOH 0.00 1.00 2.50 4.00 4.90 5.00 5.10 6.00 7.50pH 3.91 4.30 4.80 5.38 6.46 7.73 8.09 9.96 10.30

Hallamos el punto de equivalencia:

∆ pH∆V

0.39 0.33 0.39 1.2 12.7 3.6 2.07 0.23

∆2 pH∆V 2

-0.06 -0.06 0.81 11.5 -9.1 -1.53 -1.84

Para la primera derivada Pe=4.90+5.00−4.90

2×12.7−1.212.7−3.6

→Pe=4.963ml NaOH O .1M

Para la segunda derivada Pe=4.9+(5.00−4.90 )× 11.511.5+9.1

→Pe=4.955ml NaOH O .1M

Hallamos los mg de acido acético por cada ml de vinagre

4.955mlNaOH 0.1M ×0.1milimolNaOH1ml NaOH 0.1M

×1milimol AC1milimol NaOH

×0.06 g AC1milimol AC

×110×100×

110

x = 0.02973 mg/ml

Porcentaje peso/peso

p1=1.060gml×10ml→10.60g

p2=4.955ml×0.02973mgml→14.73g

%pp=10.60g14.73g

→71.96%

(b) Una muestra de 25 ml de vino blanco de mesa se diluyo a 100 ml. Una alícuota de 10 ml de esta solución se titulo potenciométricamente con una solución de NaOH 0.1M según los siguientes datos experimentales. Calcular la acidez del vino en términos de gramos de acido tartárico por 100 ml.

ml NaOH

0.5 1.5 2.5 4.0 4.5 4.9 5.0 5.1 5.5 6.0

pH 2.38 2.82 3.17 3.76 4.11 4.85 7.92 11.0 11.68 11.96

Hallamos el punto de equivalencia:

∆ pH∆V

0.44 0.36 0.39 0.7 1.85 30.7 30.8 1.7 0.56

∆2 pH∆V 2

-0.08 0.03 0.31 1.15 28.85 0.01 -29.1 -1.14

Para la primera derivada Pe=5.0+5.1−5.02

×30.8−30.730.8−1.7

→Pe=5.00ml NaOH O .1M

Para la segunda derivada Pe=5.0+(5.1−5.0 )× 0.010.01+29.1

→Pe=5.00ml NaOH O .1M

Hallamos los mg de acido tartárico en cada ml de vino

5ml NaOH 0.1M×0.1milimol NaOH1ml NaOH 0.1M

×1milimol AT2milimol NaOH

×0.150g AT1milimol AT

×125×100×

110

= 0.015 g/100 ml

(c) Una muestra de 25 ml de leche (densidad 1.033 g/ml) se diluyo a 250 ml. La titulación de una alícuota de 50 ml se titulo potenciométricamente con NaOH 0.5M según los siguientes datos experimentales. Expresar la acidez de la leche en términos de porcentaje (p/v) de acido láctico (CH3CHOHCOOH)

ml NaOH

4.45 5.5 5.55 5.6 5.65 5.7 5.75

E volt 0.63 0.65 0.68 0.75 0.81 0.84 0.86

Hallamos los puntos de equivalencia:

∆ pE∆V

0.019 0.6 1.4 1.2 0.6 0.4

∆2 pE∆V 2

0.581 0.8 -0.2 -0.6 -0.2

Para la primera derivada Pe=5.55+5.6−5.55

2×1.4−0.61.4−1.2

→Pe=5.65ml NaOHO .5M

Para la segunda derivada Pe=5.55+(5.6−5.55 )× 0.80.8+0.2

→Pe=5.59ml NaOHO .5M

Hallamos el % de acido láctico

5.59ml NaOH 0.1M×0.5milimol NaOH1ml NaOH 0.1M

×1milimol AL1milimol NaOH

×0.09 g AT1milimol AL

×125×250×

150

= 0.05031 % p/v de AL

(d) La titulación de un acido monoprótico débil AH con NaOH 0.1M se obtuvo los siguientes datos experimentales

ml NaOH

1.00 1.20 1.40 1.50 1.55 1.56 1.57 1.58 1.60 1.70

pH 5.85 6.11 6.60 7.04 7.70 8.24 9.43 10.03 10.61 11.30

- Cual es el valor del pH en el punto de equivalencia- Cual es la constante de ionización del acido

∆ pH∆V

1.3 2.45 4.4 13.2 54 119 60 29 6.9

∆2 pH∆V 2

1.15 1.95 8.8 40.8 65 -59 -31 -22.1

Para la primera derivada Pe=1.56+1.57−1.56

2×119−54119−60

→Pe=1.56ml NaOH O .5M

Para la segunda derivada Pe=1.56+(1.57−1.56 )× 6565+59

→Pe=1.56ml NaOHO .5M

El valor de pH para el punto de equivalencia es 8.24