Jozabel Mata Campos

Antecedentes:

El método de titulación potenciométrica ácido – base se fundamenta en que los iones hidrógenos presentes en una muestra como resultado de la disociación o hidrólisis de solutos, son neutralizados mediante titulación con un álcali estándar. El proceso consiste en la medición y registro del potencial de la celda (en milivoltios o pH) después de la adición del reactivo (álcali estándar) utilizando un potenciómetro o medidor de pH. Para hallar la concentración del analito se construye una curva de titulación graficando los valores de pH observados contra el volumen acumulativo (ml) de la solución titulante empleada. La curva obtenida debe mostrar uno o más puntos de inflexión (punto de inflexión es aquel en el cual la pendiente de la curva cambia de signo).

OBJETIVO GENERAL � Aprender realizar una titulación potenciométrica y su uso en la determinación de algunos

parámetros fisicoquímicos.

OBJETIVOS PARTICULARES � Observar y registrar la variación del pH durante el transcurso de un titulación acido-base. � Representar gráficamente la reacción entre e volumen de titulante agregado y a variable

medida (pH). � Localizar mediante un método apropiado e punto de equivalencia de una titulación

realizada. � Determinar experimentalmente el valor de pka del sistema acido base estudiado. � Identificar un compuesto químico mediante a utilización de una curva de titulación

potenciométrica.

CUESTIONARIO PREVIO 1) Revisa las definiciones de los siguientes términos:

a) Acido Fuerte:

Es aquel ácido que se disocia por completo en solución acuosa para ganar electrones (donar protones), de acuerdo con la ecuación:

HA (aq) → H+ (aq) + A- (ac)

El ácido debe ser más fuerte en solución acuosa que el ion hidronio, así ácidos fuertes son ácidos con una pKa < -1,74. Esto generalmente significa que en solución acuosa en condiciones normales de presión y temperatura, la concentración de iones hidronio es igual a la concentración de ácido fuerte introducido en la solución

El método de titulación potenciométrica ácido – base se fundamenta en que los iones hidrógenos presentes en una muestra como resultado de la disociación o hidrólisis de solutos, son neutralizados mediante titulación con un álcali estándar. El proceso consiste en la medición y registro del potencial de la celda (en milivoltios o pH) después de la adición del reactivo (álcali estándar) utilizando un potenciómetro o medidor de pH. Para hallar la concentración del analito se construye una curva de titulación graficando los valores de pH observados contra el volumen acumulativo (ml) de la solución titulante empleada. La curva obtenida debe mostrar uno o más puntos de inflexión (punto de inflexión es aquel en el cual la pendiente de la curva cambia de signo).

OBJETIVO GENERAL � Aprender realizar una titulación potenciométrica y su uso en la determinación de algunos

parámetros fisicoquímicos.

OBJETIVOS PARTICULARES � Observar y registrar la variación del pH durante el transcurso de un titulación acido-base. � Representar gráficamente la reacción entre e volumen de titulante agregado y a variable

medida (pH). � Localizar mediante un método apropiado e punto de equivalencia de una titulación

realizada. � Determinar experimentalmente el valor de pka del sistema acido base estudiado. � Identificar un compuesto químico mediante a utilización de una curva de titulación

potenciométrica.

CUESTIONARIO PREVIO 1) Revisa las definiciones de los siguientes términos:

a) Acido Fuerte:

Es aquel ácido que se disocia por completo en solución acuosa para ganar electrones (donar protones), de acuerdo con la ecuación:

HA (aq) → H+ (aq) + A- (ac)

El ácido debe ser más fuerte en solución acuosa que el ion hidronio, así ácidos fuertes son ácidos con una pKa < -1,74. Esto generalmente significa que en solución acuosa en condiciones normales de presión y temperatura, la concentración de iones hidronio es igual a la concentración de ácido fuerte introducido en la solución

b) Acido Débil:

Es aquel ácido que no está totalmente disociado en una disolución acuosa. Aporta iones al

medio, pero también es capaz de aceptarlos. Si representáramos el ácido con la fórmula

general HA, en una disolución acuosa una cantidad significativa de HA permanece sin disociar,

mientras que el resto del ácido se disociará en iones positivos y negativos , formando

un equilibrio ácido-base en la siguiente forma:

Las concentraciones en equilibrio de reactivos y productos se relacionan mediante la constante de

acidez ( ), cuya expresión es:

Cuanto mayor es el valor de , más se favorece la formación de iones , y más bajo es

el pH de la disolución. La de los ácidos débiles varía entre 1,80×10-16 y 55,50. Los ácidos con

una constante menor de 1,80×10-16 son ácidos más débiles que el agua.

c) Base Fuerte:

d) Base Debil:

e) Ka y pKa:

f) Titulación Potenciométrica:

g) Electrodo Indicador y Electrodo de Referencia:

h) Punto de Equivalencia:

i) Punto Final:

2) Averigua como esta constituido y el principio de funcionamiento de los electrodos de vidrio y de calomel

Electrodo de Calomel Electrodo de Vidrio

3) Investiga métodos gráficos y matemáticos que comúnmente se utilizan para la

determinación del punto de equivalencia en una curva de titulación potenciometrica.

Vidrio: Un electrodo de vidrio es un tipo de electrodo selectivo de iones formado por una membrana de vidrio dopado que es selectiva a un ion específico. Estos electrodos forman una parte importante del instrumental para los análisis químicos y estudios físico-químicos en la práctica moderna. La mayor parte de los electrodos selectivos de iones (ISE, incluyendo los electrodos de vidro); forman parte de una celda galvánica. El potencial eléctrico del sistema formado por el electrodo en solución es sensible a los cambios en la concentración de ciertos tipos de iones, la cual se refleja en la dependencia de la fuerza electromotriz producida por el sistema en relación a la concentración de esos iones.

Funcion: Los electrodos de vidrio se utilizan por lo general para medir pH. También hay electrodos de vidrio especializados para la determinación de la concentración de litio, sodio, amonio, y otros iones. Los electrodos de vidrio han sido utilizados en un amplio rango de aplicaciones, desde la investigación básica y control de procesos industriales; hasta el análisis de alimentos, cosméticos y comparación de indicadores del medio ambiente; microelectrodos para la medición de los potenciales de membrana de una célula, análisis de la acidez del suelo, etc.

Calomel: El electrodo de calomelanos o electrodo saturado de calomelanos (SCE por sus siglas en inglés) es un electrodo de referencia basado en la reacción entre mercurio y cloruro de mercurio (I). La fase acuosa en contacto con el mercurio y el cloruro de mercurio (I), (Hg2Cl2, "calomelano", es una disolución saturada de cloruro de potasio en agua. El electrodo está normalmente conectado por medio de una porcelana porosa a la disolución en la que está inmerso el otro electrodo. Este material poroso actúa como un puente salino.

Funcion: El electrodo de calomelanos se emplea en la medida de pH, voltametría cíclica y en electroquímica general en fase acuosa.Este electrodo y el electrodo de referencia plata/cloruro de plata funcionan de igual modo. En ambos electrodos, la actividad del ion metálico está fijada por la solubilidad de la sal metálica.El electrodo de calomelanos contiene mercurio que posee un riesgo para la salud por envenenamiento por mercurio mucho mayor que la plata metálica empleada en el electrodo Ag/AgCl.

b) Acido Débil:

Es aquel ácido que no está totalmente disociado en una disolución acuosa. Aporta iones al

medio, pero también es capaz de aceptarlos. Si representáramos el ácido con la fórmula

general HA, en una disolución acuosa una cantidad significativa de HA permanece sin disociar,

mientras que el resto del ácido se disociará en iones positivos y negativos , formando

un equilibrio ácido-base en la siguiente forma:

Las concentraciones en equilibrio de reactivos y productos se relacionan mediante la constante de

acidez ( ), cuya expresión es:

Cuanto mayor es el valor de , más se favorece la formación de iones , y más bajo es

el pH de la disolución. La de los ácidos débiles varía entre 1,80×10-16 y 55,50. Los ácidos con

una constante menor de 1,80×10-16 son ácidos más débiles que el agua.

c) Base Fuerte:

d) Base Debil:

e) Ka y pKa:

f) Titulación Potenciométrica:

g) Electrodo Indicador y Electrodo de Referencia:

h) Punto de Equivalencia:

i) Punto Final:

2) Averigua como esta constituido y el principio de funcionamiento de los electrodos de vidrio y de calomel

Electrodo de Calomel Electrodo de Vidrio

3) Investiga métodos gráficos y matemáticos que comúnmente se utilizan para la

determinación del punto de equivalencia en una curva de titulación potenciometrica.

Grafico:

Matematico:

formulario para análisis de resultados de titulaciones acido-base

Una solución habitual de esta ecuación se obtiene al asignar arbitrariamente que pH = pKa.En este caso, log([A-] / [HA]) = 0, y [A-] / [HA] = 1.En otras palabras, esto significa que cuando el pH es igual al pKa del ácido, hay igual cantidad de las formas protonada y desprotonada de la molécula. Esta misma relación vale para las bases, con [B] sustituyendo a [A-] como la forma desprotonada y [HB+] sustituyendo a [HA] como la forma protonada. Se debe tener en cuenta que la relación de Henderson-Hasselbach es válida para un ácido o base específico incluso si están presentes diversos ácidos o bases.

b) Acido Débil:

Es aquel ácido que no está totalmente disociado en una disolución acuosa. Aporta iones al

medio, pero también es capaz de aceptarlos. Si representáramos el ácido con la fórmula

general HA, en una disolución acuosa una cantidad significativa de HA permanece sin disociar,

mientras que el resto del ácido se disociará en iones positivos y negativos , formando

un equilibrio ácido-base en la siguiente forma:

Las concentraciones en equilibrio de reactivos y productos se relacionan mediante la constante de

acidez ( ), cuya expresión es:

Cuanto mayor es el valor de , más se favorece la formación de iones , y más bajo es

el pH de la disolución. La de los ácidos débiles varía entre 1,80×10-16 y 55,50. Los ácidos con

una constante menor de 1,80×10-16 son ácidos más débiles que el agua.

c) Base Fuerte:

d) Base Debil:

e) Ka y pKa:

f) Titulación Potenciométrica:

g) Electrodo Indicador y Electrodo de Referencia:

h) Punto de Equivalencia:

i) Punto Final:

2) Averigua como esta constituido y el principio de funcionamiento de los electrodos de vidrio y de calomel

Electrodo de Calomel Electrodo de Vidrio

3) Investiga métodos gráficos y matemáticos que comúnmente se utilizan para la

determinación del punto de equivalencia en una curva de titulación potenciometrica.

Método Grafico

Curva de titulación de un ácido débil

Método gráfico (1), para determinar el punto de equivalencia

Curva de titulación de un ácido débil Método gráfico (2), para determinar el punto de equivalencia

Curva de titulación de un ácido débil Método gráfico (3), para determinar el punto de equivalencia

Método Matemático

FORMULARIO PARA ANÁLISIS DE RESULTADOS DE VALORACIONES ÁCIDO-BASE

4) ¿En punto de la titulación de un acido monopólico débil con una base fuerte el pH es

igual a su pKa? Justifica la respuesta.

5) Cada una de las afirmaciones siguientes se refiere a una disolución 0.010 M de un acido

monoprótico débil, HA. Describe brevemente por que cada afirmación es verdadera o

falsa.

a) [HA] es aproximadamente igual a 0.010 M

b) [HA] es mucho mayor que [A-

]

c) [OH -

] es aproximadamente igual a [H3O +

]

d) El pH es igual a dos.

e) La concentración de H3O +

es 0.010 M

f) [H3O +] es aproximadamente igual a [A -]

6) Cada una de las afirmaciones siguientes se refiere a una disolución 0.10 M de una base monoprótica débil, B. Describe brevemente por que cada afirmación es verdadera o falsa.

A) [B] es aproximadamente igual a 0.10 M

Si, ya que, es una base débil, que No se ioniza por completo, manteniendo por tanto casi totalmente la concentración inicial, que tenia.

B) [B] es mucho mayor que [HB+]

Si, ya que, al ser una base débil solo se ioniza aproximadamente en un 10%, que es lo que se genera de HB+ , y por tanto la concentración de este será mucho menor a la de la base débil.

C) [H3O +] es mayor que [HB +]

Si, por que, la concentración que se produce del acido es la cantidad que se encuentra de protones

D) El pH es igual a trece.

No, debido

E) [HB +] es aproximadamente igual a [OH -] F) [OH -] es igual a 0.10 M

Método Grafico

Curva de titulación de un ácido débil

Método gráfico (1), para determinar el punto de equivalencia

Curva de titulación de un ácido débil Método gráfico (2), para determinar el punto de equivalencia

Curva de titulación de un ácido débil Método gráfico (3), para determinar el punto de equivalencia

Método Matemático

FORMULARIO PARA ANÁLISIS DE RESULTADOS DE VALORACIONES ÁCIDO-BASE

4) ¿En punto de la titulación de un acido monopólico débil con una base fuerte el pH es

igual a su pKa? Justifica la respuesta.

5) Cada una de las afirmaciones siguientes se refiere a una disolución 0.010 M de un acido

monoprótico débil, HA. Describe brevemente por que cada afirmación es verdadera o

falsa.

a) [HA] es aproximadamente igual a 0.010 M

b) [HA] es mucho mayor que [A-

]

c) [OH -

] es aproximadamente igual a [H3O +

]

d) El pH es igual a dos.

e) La concentración de H3O +

es 0.010 M