Universidad Nacional Autnoma De Mxico

Facultad De Estudios SuperioresZaragoza

Determinacin experimental de la constante de equilibrio del cido actico (Ch3COOH)

Grupo: 1255Profesor: Snchez Morales Jorge LeonardoFecha de entrega: 22 de septiembre de 2014Equipo 3: Leonardo Villicaa Ramrez Vctor Hugo Jurez Vaquera

Determinacin de la constante de acidez del Acido acetico.Se quiere conocer de manera experimental la constante de equilibrio del cido actico (CH3COOH) a temperatura ambiente titulando disoluciones a diferentes concentraciones 0.1, 0.01 y 0.001 N con NaOH de sodio previamente estandarizado con Biftalato de sodio de concentracin conocida, relacionando el gasto del titulante con el pH medido con un potencimetro para as poder determinar a partir de esta relacin la constante de acidez de dicho acido.

IntroduccinEquilibrio qumicoExiste equilibrio qumico cuando los reactivos se transforman a productos y estos a reactivos, entonces en el equilibrio existen dos reacciones simultaneas, una de reactivos a productos (reaccin directa) y otra de productos a reactivos (reaccin inversa). Cuando una reaccin presenta estas caractersticas se llama incompleta o reversible, porque no todos los reactivos se agotan y solamente parte de ellos reaccin, de igual forma sucede con los productos.El equilibrio qumico es una condicin en la cual las velocidades de la reaccin directa e inversa, son iguales, y las concentraciones de reactivos y productos no varan a una temperatura constante.Otra definicin es cuando ya no hay cambio ni transformacin, cuando la reaccin es irreversible, tiene que ver con la velocidad de reaccin, catalizadores, variaciones de temperatura, presin y/o concentraciones.Dependiendo de las fases en que se presenten los reactivos y productos en el equilibrio qumico, este podr ser homogneo o heterogneo.Homogneo: Cuando se presente una sola fase, sea solida o gaseosa, liquida o en disolucin acuosa.Heterognea: Cuando se presente una sola fase, sea solida o gaseosa, liquida o en disolucin acuosa.Es importante mencionar que muchas reacciones de equilibrio heterogneo deben realizarse en recipientes o reactores cerrados, para evitar que algn producto o reactivo en forma de gas se desprenda y entonces se rompe el equilibrio o no se logre. Igualmente hay muchas reacciones que pueden realizarse en recipientes o reactores abiertos.Constante de equilibrio Una vez logrado el equilibrio a cierta temperatura, la concentracin de reactivos y productos no varan. A partir de la ley de accin de masas, una relacin general entre sus concentraciones molares de tal forma que resulte ser constante.Ley de accin de masasEstablece que la velocidad de una reaccin es proporcional a la concentracin de los reactivos elevados a una potencia representada por sus respectivos coeficientes estequimetricos.Sea la ecuacin de una reaccin general aA +bB cC + dD. Tomando en cuenta las velocidades directas e inversa, la proporcionalidad se pasa a la igualdad introduciendo una constante que representa la velocidad especfica de casa reaccin. Al llegar al equilibrio ambas velocidades son iguales, por lo que lo siguiente resulta ser la constante general de equilibrio:Keq=[C]c[D]d/[A]a[B]bCuando la constante de equilibrio est en funcin de la concentracin molar se denomina Kc, que se refiere a concentracin molar c.Cuando se trata de gases la constante de equilibrio es Kp, la p significa presin.La constante de equilibrio es vlida a una temperatura constante para la reaccin y suponiendo que se realiza en una sola etapa.Kc esta expresada en concentracin [ ], mientras que Kp se representa con parntesis ( ).Kc= Q; si es que hay equilibrio, solo en gases y lquidos maneja concentraciones molaresKc > 1 Equilibrio hacia productos, reaccin casi completaKc < 1 Equilibrio hacia reactivos, reaccin incompleta o parcial.Kp = Kc (RT) delta n Delta n= moles productos moles reactivos

Cociente de la RX (Q)Q < K Equilibrio hacia la derechaQ > K Equilibrio hacia la izquierda Q = K Equilibrio El equilibrio se va hacia donde haya mayor nmero de moles. Constante producto de solubilidadKps es la constante de producto de solubilidad, que a mayor temperatura el disolvente es ms soluble. El proceso de disolucin es reversible, por un lado los iones de la sal se incorporan a la disolucin y por otro, en el punto de saturacin, se precipitan los iones sobre el soluto.Kps = [Solido] [Solido]Concentraciones solo de los slidos.Disolvente idealEn el que el slido es poco soluble a temperatura ambiente y muy soluble a punto de ebullicin.Efecto salinoAumenta la solubilidad de un sistema y lo disminuye en el otro.Curva de titulacinEn la titulacin el reactivo que reaccin con el analito es una corriente elctrica constante de magnitud conocida.Consiste en una grfica en la que el volumen de reactivo se indica en el eje horizontal, y alguna funcin del analito o concentracin del reactivo en el eje vertical.Puntos de equivalenciaEn una titulacin se alcanza cuando la cantidad de titulante agregado es qumicamente equivalente a la cantidad de analito presente en la muestra.

Por lo anteriormente expuesto surge la necesidad de conocer la constante de acidez del cido actico a diferentes concentraciones 0.1, 0.01 y 0.001 N, siendo este el objetivo fundamental de la prctica.Se esper que si se estandariza el cido actico a diferentes concentraciones (0.1, 0.01 y 0.001 N) con NaOH de concentracin conocida se podr relacionar el gasto del titulante con el pH medido con un potencimetro para asi poder determinar a partir de esta relacin la constante de acidez de dicho acido apoyados del anlisis estadstico de la primera y segunda derivada as como del grafico de gran; tomando como variable dependiente la constante de acidez del CH3COOH y como variables independientes el pH y el gasto del titulante.MtodoCalibrar el potencimetro utilizando soluciones buffer de 7 y 4, primero sumergir el electrodo del potencimetro dentro del buffer 7 y esperar a que dicte que se coloque el segundo buffer (4) para acabar con la calibracin, utilizar agua de la piseta para limpiar el electrodo despus de sumergir en diferentes soluciones procurando secarlo solo con ligeros toques con servitoallas.Una vez calibrado el potencimetro preparar 200 mL de una disolucin aproximadamente 0.1 N de NaOH, pesando en una balanza analtica aproximadamente 0.8 g de dicha base para disolver en un matraz aforado.Pesar 0.102 g de biftalato de potasio en una balanza analtica y colocar en 5 matraces erlen meyer, disolver con 5 mL de agua con una pipeta volumtrica y agregar dos gotas del indicador fenoftaleina a cada matraz y proceder a la estandarizacin de NaOH agregando por goteo a cada uno de los matraces hasta notar el cambio en la coloracin.Preparar 100 mL de una disolucin 0.1 N de cido actico en un matraz aforado tomando con una pipeta graduada 0.5704 mL de cido actico para colocar en el matraz y aforar con agua destilada.Hacer 2 alcuotas de 10 ml en vasos de precipitado de 30 ml de capacidad (Se utilizan de 30 ml para que pueda entrar el electrodo sin problemas durante la valoracin) de solucin de cido actico, verter en la bureta de 25 ml, solucin de hidrxido de sodio de 0.1 N y verter dos gotas de fenolftalena en cada alcuota de cido como indicador.Colocar el vaso encima de una parrilla de agitacin y colocar un agitador magntico dentro del vaso, debajo de la bureta y cerca del potencimetro para que se pueda introducir el electrodo dentro del vaso (Importante que la punta del electrodo donde se encuentra la solucin que indica el ph se encuentre totalmente sumergida).Ir titulando de a ml en ml con una agitacin constante y deteniendo la parrilla de agitacin para anotar la lectura de pH, una vez que el pH llegue a 6, ir adicionando de a 0.1 ml hasta que llegue a un pH 7, despus seguir titulando de ml en ml hasta llegar a un pH 12 donde el vire sea intenso Preparar una disolucin 0.01 N de CH3COOH y de NaOH tomando 10 de las disoluciones originales con una pipeta volumtrica y aforar hasta 100 mL (disolucin 10/100) y proseguir de la misma manera antes mencionada de la titulacin potencio mtrica.Preparar una disolucin 0.001 N de CH3COOH y de NaOH tomando 1 ml de las disoluciones originales con una pipeta volumtrica de 1 mL aforando hasta 100 mL (disolucin 1/100) y proseguir de la misma manera con la titulacin potenciometrica.

Diagrama de flujoCalibrar potencimetro con buffer 7 y posterior utilizar buffer 4Calcinar biftalato de potasio a 110 C durante una hora en la estufa, dejar reposar por 24 hrs en un desecadorUtilizar el biftalato para la titulacin y as conocer la concentracin real del NaOH

Cargar en la bureta de 25 mL la solucin 0.1 N de NaOHTomar dos alcuotas de cido actico en 2 vasos de precipitado de 30 mL

Preparar disolucin de NaOH 0.1 NPreparar disolucion de cido actico de 0.1 N

Colocar el electrodo del potencimetro dentro del vaso de cido actico y registrar el pH.

Introducir el agitador magntico dentro de la solucin sobre la parrilla de agitacin

Verter dos gotas de fenolftalena en cada una de las alcuotas

Ir titulando en ml a ml hasta llegar a un pH 6 e ir tomando la lectura del pH

Ir titulando de a 0.1 ml hasta llegar a un pH 7

Proceder a la titulacin potencimetrica con estas diluciones como se mencion anteriormente

Repetir procedimiento para hacer dos repeticiones de cada una de las tres concentraciones diferentes de cido actico

Preparar una disolucin 0.001 N de CH3COOH y NaOH tomando 1 mL de la disolucin 0.1 N (dilucin 1/100)Preparar una disolucin 0.01 N de CH3COOH y NaOH tomando 10 mL de la disolucin 0.1 N (dilucin 10/100) Continuar titulando de ml en ml hasta llegar a un pH 12

Resultados Titulacin potenciomtrica de CH3COOH 0.1 N con NaOHTabla 1. La tabla representa el gasto de NaOH con respecto al pH del cido actico 0.1 N con un pH inicial de 2.973Gasto NaOH (mL)pHGasto NaOH (mL)pH

13.6689.35.762

24.0029.56.037

34.269.66.233

44.4599.76.306

54.6689.86.694

64.8429.96.928

75.03210.37.063

85.28811.111.39

95.6351212.122

Grafica 1. La grafica muestra la curva de titulacin obtenida al valorar CH3COOH con NaOH

Grafica 2.Primera derivada (y/x)

Grafica 3. Segunda derivada (y/x2)

Titulacin potenciomtrica de CH3COOH 0.01 N con NaOHTabla 2. La tabla representa el gasto de NaOH con respecto al pH del cido actico 0.01 N con un pH inicial de 3.496Gasto NaOH (mL)pH Gasto (mL)pH

13.9599.96.502

24.227106.653

34.42210.16.771

44.58110.26.921

54.81110.37.053

65.04211.310.384

75.24912.310.952

85.44113.311.239

95.80114.311.401

9.16.10216.311.610

9.26.15218.311.792

9.46.18820.311.832

9.66.29322.311.898

Grafica 4. La grafica muestra la curva de titulacin obtenida al valorar CH3COOH con NaOH

Grafica 5. Primera derivada (y/x)

Grafica 6. Segunda derivada (y/x2)

Titulacin potenciomtrica de CH3COOH 0.001 N con NaOHTabla 3. La tabla representa el gasto de NaOH con respecto al pH del cido actico 0.001 N con un pH inicial de 4.436 a partir de la dilucin de 10 de la disolucin 0.01 en 100 mLGasto NaOH (mL)pH Gasto (mL)pH

14.76686.985

24.9088.27.017

35.0569.17.476

45.546107.795

55.944128.838

66.291149.41

76.685169.961

7.56.671189.837

7.66.892209.863

7.76.94122.110.004

Grafica 7. La grafica muestra la curva de titulacin obtenida al valorar CH3COOH con NaOH.

Grafica 8. Primera derivada (y/x)

Grafica 9. Segunda derivada (y/x2)

Anlisis de resultados Se observa en la tabla 1 los valores obtenidos de la titulacin de CH3COOH con NaOH 0.1 N as como el gasto del titulante con respecto al pH; esta tabla fue necesaria para poder obtener la grafica 1 que es la curva de titulacin obtenida que nos muestra el punto del pH inicial as como el punto final de dicha; a partir de esta grafica se realiza el anlisis estadstico del criterio de la primera derivada y esta representacin de la derivada del pH con respecto al volumen adicionado, (pH/V) debe presentar un valor mximo para el punto de inflexin de la curva pH vs V que se observa en la grfica 2; as como la segunda derivada la representacin de la segunda derivada del pH con respecto a V, (pH/V)/V debe alcanzar valor cero en el punto de equivalencia de la valoracin es decir donde se alcanza el pH 7 que se observa en la grfica 3.Se observa en la tabla 2 los valores obtenidos de la titulacin de CH3COOH con NaOH 0.01 N as como el gasto del titulante con respecto al pH; esta tabla fue necesaria para poder obtener las grafica 4 que es la curva de titulacin obtenida que nos muestra el punto del pH inicial as como el punto final de dicha titulacin; a partir de esta grafica se realiza el anlisis estadstico del criterio de la primera derivada y esta representacin de la derivada del pH con respecto al volumen adicionado, (pH/V) debe presentar un valor mximo para el punto de inflexin de la curva pH vs V que se observa en la grfica 5; as como la segunda derivada la representacin de la segunda derivada del pH con respecto a V, (pH/V)/V debe alcanzar valor cero en el punto de equivalencia de la valoracin es decir donde se alcanza el pH 7 que se observa en la grfica 6.Se observa en la tabla 3 los valores obtenidos de la titulacin de CH3COOH con NaOH 0.1 N as como el gasto del titulante con respecto al pH; esta tabla fue necesaria para poder obtener las grafica 7 que es la curva de titulacin obtenida que nos muestra el punto del pH inicial asi como el punto final de dicha titulacin; a partir de esta grafica se realiza el anlisis estadstico del criterio de la primera derivada y esta representacin de la derivada del pH con respecto al volumen adicionado, (pH/V) debe presentar un valor mximo para el punto de inflexin de la curva pH vs V que se observa en la grfica 8; as como la segunda derivada la representacin de la segunda derivada del pH con respecto a V, (pH/V)/V debe alcanzar valor cero en el punto de equivalencia de la valoracin es decir donde se alcanza el pH 7 que se observa en la grfica 9.

Discusin de resultadosAl realizar las titulaciones y al obtener la desviacin estndar y el coeficiente de variacin de los datos obtenidos se pudo notar que hay un porcentaje de error mayor al 4% lo que nos indica que los datos utilizados en el clculo de la constante de acidez de dicho acido no son confiables; realizando el clculo de la constante de acidez el valor obtenido tiene una notable diferencia al registrado en tablas, esto puede ser debido a muchos errores dentro de la practica como por ejemplo un mal manejo de material destacando el potencimetro a la hora de su calibracin as como un mal aforo en cada una de las disoluciones que se necesitaron para dicha prctica. Es importante destacar que las diferentes determinaciones se realizaron en diferentes das lo que provoco que las disoluciones utilizadas se fueran degradando con el paso del tiempo as como mencionar que se utiliz diferente material para cada una de dichas determinaciones.ConclusionesLa constante de acidez del cido actico que se obtuvo no fue la esperada por lo que se concluye que una mnima variacin en el pH as como el gasto del titulante nos dar una variacin significativa en los valores de las grficas lo que nos gener errores al momento de realizar los clculos.Se hace mencin que la hiptesis no se cumpli ya que no se pudo calcular con exactitud el valor aproximado de la constante de acidez porque los datos que se utilizaron de acuerdo a el anlisis estadstico de la primera y segunda derivada no eran del todo confiables y esto se puede notar en las grficas que no son consistentes de acuerdo a los valores que se obtuvieron.Bibliografa1. Skoog A, West M. Introduccin a la qumica analtica. Barcelona: Reverte; 2002. 2. Harris C. Anlisis qumico cuantitativo. 3ra ed. Mexico, DF: Iberoamericana; 1992. 3. Schenk H, Hahn B. Qumica analtica cuantitativa. 1ra ed. Mexico, DF: Continental; 19844. Consultado el 28 de octubre de 2014http://www.quimicayalgomas.com/quimica-general/equilibrio-quimico/