infome 4 final
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7/18/2019 Infome 4 Final
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OBJETIVOS:
1. Realizar el estudio de un aspecto muy importante en el equilibrioheterogneo; que se refere a las sales pocos solubles.
2. Determinar el pH de soluciones acuosas empleando indicadorescidosbsicos y de soluciones que se hidrolizan.
!. Determinar la concentraci"n de cidos y bases por #olumetr$a.
FUNDAMENTO TERICO:
%l equilibrio qu$mico se puede presentar en& homogneo y heterogneoen un proceso. 'e tiene un equilibrio homogneo( cuando el equilibrio se
establece en una )ase( es decir en una mezcla de gases( una soluci"nliquida( etc.; y un equilibrio heterogneo( cuando el equilibrio consta dems de una )ase( es decir gas y s"lido o liquido y s"lido. *na soluci"nsobresaturada en equilibrio con el soluto sin disol#er es un e+emplot$pico de equilibrio heterogneo. ,or otra parte( el equilibrio qu$mico sepuede presentar( seg-n su #elocidad de reacci"n y estas son& metaestables indica que no se ha alcanzado el equilibrio/ y estables indicaque se ha alcanzado el equilibrio real( a tra#s de un catalizador/.
SALES POCO SOLUBLE
*na de las aplicaciones ms sencillas en un equilibrio qu$mico es elhallar la concentraci"n de una sal poco soluble. ,or e+emplo( si tomamosla disociaci"n del cloruro de plata en un medio acuoso( tenemos losiguiente&
0gls/ 0gac/ lac/
Donde( al ser alcanzado el equilibrio( se llega que se ha disuelto s"lo1(34 5 167moles. 0unque esta ci)ra pueda parecer insignifcante para
uno( este #alor puede ser de gran importancia dentro de un laboratorio.,or esta raz"n( es de inters encontrar las solubilidades de distintassales mediante e5presiones cuantitati#as. ,ara ello( procederemos adeterminar la constante de producto de solubilidad&
8ps 9 :0g:l
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TEORAS DE CIDOS Y BASES
Teora de Arrhenius
Acido: 0 toda aquella sustancia que contiene hidrogeno en suestructura y al estar en soluci"n acuosa lo libera como iones H
protones/.
Hlac/ Hac/ lac/
Base: 0 toda sustancia que contiene en su estructura el grupohidro5iloo5idrilo/ y al estar en soluci"n acuosa lo libera como iones
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cido: 0toda sustancia que acepta para compartir el par de electronesy debe disponer al menos un orbital #acio( asimismo presentar sufcientedensidad residual positi#a.
a/ ?os cationes& 0g( a2( @
b/ Aolculas en las que el tomo central tiene un octeto incompletocomo el BeH2( 0ll!( B
a/ ?os aniones& =
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c"modo utilizar el logaritmo negati#o de esta magnitud llamado $ndicede iones
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ojo de metilo rojo amarillo "." #.0
Azul de $romocresol amarillo azul #.0 %.0
ojo neutro rojo amarillo 0.& %.0
ojo de cresol amarillo rojo &.0 '.0
(enol)tale*na incoloro rojo %.0 10.0
+imol)tale*na incoloro azul '." 10.#
Amarillo de alizarina amarillo violeta 10 12.0
1,3, 1,3,5!+rinitro$enceno incoloro oj rojo 12 13."
&E$OL&TALE$A PAPEL DETOR$ASOL
(IDR)LISIS
%s el proceso que se presenta cuando uno o ambos iones de una salreaccionan con el agua )ormando una base dbil o unos cidos dbiles oambos.
,uesto que los cidos dbiles y base dbiles en soluci"n acuosa estnsiempre en equilibrio con sus iones( estas reacciones de hidr"lisis sernsiempre en equilibrio.
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H!
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=al IA
2 gotas de 82r
16m? de 0g=
0g=o!hasta #er un cambio permanente
E*PERI+E$TO $,. Determinaci"n del ph de soluciones cidas de
di)erentes concentraciones/
7m? de Hl 6.1A ,rimera concentraci"n
6.1A ubo 1/
De 7m? de Hl 6.1A
>.7m? de H26 'egunda concentraci"n6.61A ubo 2/
De 7m? de Hl 6.61A
Jerter enun
0Eadir enuna
0Ead
0Eadir
al
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>.7m? de H2< ercera concentraci"n6.661A ubo !/
De 7m? de Hl 6.661A
>.7m? de H2< uarta concentraci"n6.6661A ubo >/
Dos gotas de Jioleta de Aetilo Dos gotas de 0naran+adode Aetilo
E*PERI+E$TO $,/ Determinaci"n de :H en una soluci"n cidadesconocida/
7m? de soluci"n IA
2 gotas de 0naran+ado 2 gotas deJioleta
de Aetilode Aetilo
?os colores con las otrasserias realizadasanteriormente
?a :H
Jerter en untubo de
omar 6.7
Jerter en untubo de
Di#ida en dospartes cada
0Eadir en laprimera
0Eadir en laprimera
Jerter enla probeta
Di#idir endos partes
0Eadaen el
0Eadaen el
0not
ompar
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E*PERI+E$TO $,0 itulaci"n de un acido dbil( H!
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(C% 7-+ 0zul #ioleta (C% 7-+ Ro+o sua#e
(C% 7-+ Jioleta sua#e (C% 7-+ 0naran+ado
(C% 7-+ Jioleta (C% 7-+ 0naran+adosua#e
E12eri3ento $,/
0naran+ado de Aetilo Jioleta de Aetilo
Ro+o eleste 0cero
E12eri3ento $,0
on anaran+ado de Aetilo
Prue;a-
07/3L
Prue;a
.
>.>m?
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on )enol)tale$na
Prue;a
-
K.3m?
Prue;a.
K.4m?
CLCULOS Y RESULTADOS:
DETER+I$ACI)$ #OLU+7
Datos
1/ lac/ 0gac/ 0gls/@@@@@@@@@@8ps 91.451616
2/ r2ac/ 0gac/ 0g2rs/@@@@@@@..8ps 92.251612
16m? de =al IA
2 gotas de 82r1A
16m? de 0g=
,rimera prueba& Jolumen de 0g=
9 K.2m?
,rimera prueba& Jolumen de 0g=
Jolumen promedio de aEadido hasta el punto de equilibrio 9 K.2 K.!/m?L2 9 K.27m?
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Hallando la :l por titulaci"n&
Mequi#alentes l9 Mequi#alentes 0g
.J/l 9 .J/0g
= l/.16m? 9 6.61=.K.27m?
= l/ 9 6.66K27=
=9 A. N
omo N del =al es 1 entonces A96.66K27A
Hallando la [0g] cuando comienza a precipitar el 0gl&
[0g][l]9 8ps@@@@@@@@@@@ O/
?a concentraci"n del =al que calculamos anteriormente es cuando el#olumen de la soluci"n es de 16m?. 'u concentraci"n del =al cambiaral momento de aEadir 0g=
= l/Jinicio/ 9 = l/ equilibrio Jtotal/
6.66K2716m?/ 9 = l/ equilibrio 1K.27ml/
= l/equilibrio9 6.66>72=
=9 A. N
omo N del =al es 1 entonces :l9A96.66>72A@@@@@@@@@@P/
Reemplazando P/ en O/
6.66>72 .[0g]9 1.4 51616
[0g] 9 !.431516KnL?
Hallando la :r2
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[0g]2 [r2] 9 8ps@@@@@@@@@@@@@..
O/
omo el #olumen de la soluci"n a #ariado( entonces la concentraci"n delr2cambia( pero sus n-meros de moles permanecern constantes.
= r2/Jinicio/ 9 = r2/equilibrio Jtotal/
1A6.1m?/ 9 = r2// equilibrio 1K.27ml/
= l/equilibrio9 6.667>4Q>72=
=9 A. N
omo N del =al es 1 entonces:l9A96.667>4Q>72A@@@@@@@@@@ P/
Reemplazando P/ en O/
6.667>4Q>72 .[0g]29 2.251612
[0g] 9 2.66!47nL?
DETER+I$ACI)$ DEL 2( DE SOLUCIO$ES CIDAS DEDI&ERE$TES CO$CE$TRACIO$ES7
Datos&
1/ :H 9 6.1A
2/ :H 9 6(61A
!/ :H 9 6.661A
>/ :H 9 6.6661A
pH 9 log:H
,ara el caso 1
pH 9 log6.1/
pH 9 1
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,ara el caso 2
pH 9 log6.61/
pH 9 2
,ara el caso !
pH 9 log6.661/
pH 9 !
,ara el caso >
pH 9 log6.6661/
pH 9 >
DETER+I$ACI)$ DE ?(>@ E$ U$A SOLUCI)$ CIDADESCO$OCIDA
%n el e5perimento ! tenemos( que cuando agregamos #ioleta de metiloal Hl IA( se torna azul sua#e( que en el e5perimento dos esequi#alente al Hl 6.1A; tambin en el e5perimento !( cuandoagregamos anaran+ado de metilo al Hl de IA( este se torna de un colorro+o( que en el e5perimento 2 le corresponde al Hl 6.1A.
,or lo tanto la concentraci"n del Hl es 6.1A por la comparaci"n de color)rente a patrones con un mismo indicador.
TITULACI)$ DE U$ CIDO DEBIL= C(/COO(= CO$ U$A BASE=$aO(
Datos&
Con Anaranado de +eti%o
,rimera prueba& Jolumen de =a.!m?
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'egunda prueba& Jolumen de =a.>m?
Jolumen promedio de aEadido hasta el punto de equilibrio 9 >.! >.>/m?L2 9 >.!7m?
Mequi#alentes ' inicial9 Mequi#alentes ' fnal
5.16m? 9 y!6m?
y 9 5L!
Mequi#alentes cido/ 9 Mequi#alentes base/
y.!6m? 9 6.1A.>.!7m? y 9 6.61>7A
5 9 6.6>!2
Con 'eno%'ta%ena
,rimera prueba& Jolumen de =a
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5 9 6.6K37A
OBSERVACIONES:
E*PERI+E$TO $,-
%l =al en un principio es incolora.
%l 82r es color amarillento.
0l aEadir las gotas de 0g= se )orma una
superfcie de color marr"n ro+iza.
%n la titulacion al aEadir 0g= primero empieza a )ormarse el 0gl y luego el 0g2r
E*PERI+E$TO $,.
ada #ez que aEad$amos agua a la concentraci"n de H?( senotada que este cambiaba de color al echarle un indicador.
?a concentraci"n de Hl cada #ez era ms diluida al agregarleagua.
ada indicador 0naran+ado de Aetilo y Jioleta de Aetilo )ormabasu propia serie de colores azul sua#e #ioleta y ro+o anaran+adosua#e respecti#amente.
E*PERI+E$TO $,/
?a soluci"n desconocida al echarle 0naran+ado de Aetilo o Jioleta
de Aetilo( tomaba un color parecido al color anaran+ado sua#e oazul sua#e del e5perimento anterior.
E*PERI+E$TO $,0
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0l realizar el e5perimento de titulaci"n de un acido dbilH!m?.
0l realizar el e5perimento de titulaci"n de un acido dbil
H!
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'ignifca que prcticamente todo el lha )omado 0gl( por lo tanto laconcentraci"n de les muy pequeEa.
/7 A JuK concentraciHn de iones ?A4>@ 2reci2ita e% A4C%
[0g
] [l
] 9 8ps@@@@@@@@@@@O/
?a concentraci"n del =al que calculamos anteriormente es cuando el#olumen de la soluci"n es de 16m?. 'u concentraci"n del =al cambiaral momento de aEadir 0g=
= l/Jinicio/ 9 = l/ equilibrio Jtotal/
6.66K2716m?/ 9 = l/ equilibrio 1K.27ml/
= l/equilibrio9 6.66>72=
=9 A. N
omo N del =al es 1 entonces :l9A96.66>72A@@@@@@@@@@P/
Reemplazando P/ en O/
6.66>72 .[0g]9 1.4 51616
[0g] 9 !.431516KnL?
07 MuK concentraciones de iones c%oruro Jueda en %a so%uciHna% 3o3ento Jue e32ieNa a 2reci2itar e% CrO0A4.
[0g]2 [r2] 9 8ps@@@@@@@@@@@@@..
O/
omo el #olumen de la soluci"n a #ariado( entonces la concentraci"n delr2cambia( pero sus n-meros de moles permanecern constantes.
= r2/Jinicio/ 9 = r2/equilibrio Jtotal/
1A6.1m?/ 9 = r2// equilibrio 1K.27ml/
= l/equilibrio9 6.667>4Q>72=
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=9 A. N
omo N del =al es 1 entonces:l9A96.667>4Q>72A@@@@@@@@@@ P/
Reemplazando P/ en O/ 6.667>4Q>72 .[0g]29 2.251612
[0g] 9 2.66!47nL?
7 CH3o deter3inara si una so%uciHn es cida o ;sica
,ara determinar si una soluci"n es cida o bsica e5isten #arios
mtodos. %ntre estos tenemos el uso de indicadores como la)enol)tale$na& si la soluci"n #ira a color ro+o grosella la soluci"n es decarcter bsico( si #ira a incolora la soluci"n es cida. Aediante elindicador uni#ersal se puede determinar si la soluci"n es acida o bsicade manera indirecta( primero obtendr$amos en pH de la soluci"n y luegosi este es menor a 4 la soluci"n es acida( si es mayor a 4 la soluci"n esbsica y si es 4 la soluci"n es neutra. ambin podemos usar otrosindicadores como el ro+o de metilo o #ioleta de metilo( pero para estosdebemos tener en cuenta el rango del pH en el cual ocurre el #ira+e.
7 En %a e12eriencia $ 0 a% a4re4ar . 3% de a4ua desti%ada=#ariH en nQ3ero de 3o%es de C(/COO( #ario suconcentraciHn Por JuK
%n la reacci"n re#ersible&
H!
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7 Cua% es %a cantidad de nQ3ero de 3o%es de% $aO(
'e utiliz" >.!7m? promedio/ de =a
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cidas y bsicas 27T/( pueden identifcarse por sus #alores de pHcomo sigue&
Disoluciones cidas& :H U 1(6 5 164A( pH V 4.66
Disoluciones bsicas& :H V 1(6 5 164A( pH U 4.66
Disoluciones neutras& :H 9 1(6 5 164A( pH 9 4.66
0 27T( el pH del agua pura y de cualquier soluci"n acuosa quecontenga concentraciones iguales de i"n hidronio y de i"n hidro5ilo es 4.
*na escala seme+ante a la escala del pH puede usarse para e5presar laconcentraci"n del i"n hidro5ilo de las soluciones.
%l p
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%l pH aumenta en )orma gradual en la regi"n anterior y posterioral punto de equi#alencia( pero lo hace con gran rapidez en laregi"n cercana al punto de equi#alencia.
?a )enoltaleina cambia de color en la regi"n cercana al punto de
equi#alencia. %s un indicador e5celente en las titulaciones acidodebil base )uerte( porque en punto de equi#alencia tiene un pHde K.42( donde ocurre el #ira+e de la )enoltaleina
--7 IndiJue a%4Qn 3Ktodo 2ara deter3inar %a cantidad de A4$O/
*sando el procedimiento del e5perimento 1 podemos determinar lacantidad de 0g=
-.7 so%uciHn de una acido desconocido 'ue titu%ada con $aO(7- +7 se a%canNH e% 2unto de eJuia%encia cuando se ha;a
a4re4ado /7-. 3% de ;ase7 %ue4o se a4re4aron -67 3L de(C%= 7- + a %a so%uciHn= " se encontrH Jue e% 2(= 3edido con un2otenciH3etro era 07.7 Ca%cu%e %a constante de disociaciHn de%cido desconocido7
H0 =a
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J1 !3.12m?
A1.J19 6.15!3.12516!@@@@@@@@@@@@@@@.. O/
1.K63516!/L!3.12 J1 1K.63/ 9 16>.Q2
J19 176.>>7K2m?@@@@@@@@@@@@@@@@@@.. P/
Reemplazar P/ en O/
A19 6.62>66K3>!11
ODisociaci"n/ 9 16>.Q2/L6.62>66K3>!11/ 9 7.6643!14>K516>
CUESTIONARIO 2
-7 Escri;a %as reacciones corres2ondientes a% exper!e"#$ %=re'erente a %as sa%es 2oco so%u;%es7
?as reacciones que ayudaran en este proceso son&
0g=
=al
?as reacciones de disoluci"n re#ersibles son
8ps9 :0g2 :r2 9 2.2 5 1612
s/ 8ps9 :0g:l 9 1.4 5 1616
.7 Se4Qn sus resu%tados de% exper!e"#$ %= cu% es %aconcentraciHn de %a so%uciHn 1 + de $aC%
=alac/ 0g=
Datos& =al( 1ml( W=
0g=
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Hallando la l/ por titulacion
M%q l 9 M %q 0g
J. =/l 9 J. =/0g
16ml5 W 9 K.27ml/ 6.61=/
W 9 6.66K27=
/7 Se4Qn sus resu%tados de% exper!e"#$ %= a JuKconcentraciHn de iones A4> en %a so%uciHn de% 3atraN= 2reci2itae% c%oruro de 2%ata A4C%
0gls/ lac/ 0gac/ ......................................8ps91.451616
[0g][l]9 8ps@@@@@@@@@@@ O/
?a concentraci"n del =al que calculamos anteriormente es cuando el#olumen de la soluci"n es de 16m?. 'u concentraci"n del =al cambiaral momento de aEadir 0g=
= l/Jinicio/ 9 = l/ equilibrio Jtotal/
6.66K2716m?/ 9 = l/ equilibrio 1K.27ml/
= l/equilibrio9 6.66>72=
=9 A. N
omo N del =al es 1 entonces :l9A96.66>72A@@@@@@@@@@P/
Reemplazando P/ en O/
6.66>72 .[0g]9 1.4 51616
[0g] 9 !.431516KnL?
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07 Se4Qn sus resu%tados de% exper!e"#$ %= JuK concentraciHnde iones c%oruro C% Jueda en so%uciHn en e% 3o3ento Juee32ieNa a 2reci2itar e% cro3ato de 2%ata A4.CrO0
[0g]2 [r2] 9 8ps@@@@@@@@@@@@@..
O/
omo el #olumen de la soluci"n a #ariado( entonces la concentraci"n delr2cambia( pero sus n-meros de moles permanecern constantes.
= r2/Jinicio/ 9 = r2/equilibrio Jtotal/
1A6.1m?/ 9 = r2// equilibrio 1K.27ml/
= l/equilibrio9 6.667>4Q>72=
=9 A. N
omo N del =al es 1 entonces:l9A96.667>4Q>72A@@@@@@@@@@ P/
Reemplazando P/ en O/
6.667>4Q>72 .[0g]29 2.251612
[0g] 9 2.66!47nL?
7 Cu% es e% 2( de cada una de %as si4uientes so%ucionesacuosas de (C%= - += - += 7-+= 7-+= 7- += 7-+
pH 9 log:H
pH 9 log:16 9 1
pH 9 log:1 9 6
pH 9 log:6.1 9 1/ 9 1pH 9 log:6.61 9 2/ 9 2
pH 9 log:6.661 9 !/ 9 !
pH 9 log:6.6661 9 >/ 9 >
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7 Con re'erencia a %a esca%a de co%or de %os indicadoresAnaranado de 3eti%o " #io%eta de 3eti%o= estudiada en e%exper!e"#$ 2= esta;%eNca %a concentraciHn desconocida de (C%*+ de% exp&'7
%n el e5perimento ! tenemos( que cuando agregamos #ioleta de metiloal Hl IA( se torna azul sua#e( que en el e5perimento dos esequi#alente al Hl 6.1A; tambin en el e5perimento !( cuandoagregamos anaran+ado de metilo al Hl de IA este se torna de un colorro+o( que en el e5perimento 2 le corresponde al Hl 6.1A.
7 Di'erencie e% si4nicado de 2unto eJuia%ente " 2unto na%en una titu%aciHn7
%l punto de equi#alencia o punto estequiomtrico( de una reacci"nqu$micase produce durante una #aloraci"n qu$micacuando la cantidadde sustancia #alorante agregada es estequiomtricamente equi#alente ala cantidad presente del analito. %n qu$mica anal$ticaun analito es elcomponente elemento( compuesto o ion/ de inters anal$tico de unamuestra. 'on especies qu$micas cuya presencia o concentraci"n sedesea conocer. %l analito es una especie qu$mica que puede seridentifcado y cuantifcado( es decir( determinar su cantidad yconcentraci"n en un proceso de medici"n qu$mica( constituye un tipo
particular de mensurando en la metrolog$a qu$mica o sustancia aanalizar en la muestra( es decir reacciona e5actamente con ella. %stepunto no es obser#able.
%l punto fnal similar( pero no idntico que el punto de equi#alencia/ serefere al punto en que el indicador cambia de color en una #aloraci"nde colorimetr$a. ?a di)erencia entre ambos se llama error de #aloraci"n ydebe ser lo ms pequeEa posible.
67 Cu% es %a ecuaciHn de %a reacciHn de neutra%iNaciHn de %a
so%uciHn de cido acKtico corres2ondiente a% E12eri3ento $,07 H!
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'e utiliz" >.!7m? promedio/ de =a.>. %sla raz"n por la que se necesita ms #olumen.
-7 BusJue a%ores ta;u%ados de 3anua%es de Ju3ica= e
indiJue 2ara %os indicadores usados en e12eri3ento $o-= %osres2ectios ran4os de irae de 2( " co%or7 MuK otrosindicadores 2odra uti%iNarse 2ara e% e12eri3ento $,.
=
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Cenol)tale$na K.6 16.6 iincoloro ro+o
imoltale$na Q.> 16.3 incoloro azul
0marillo de alizarina 16.6 12.6 amarillo #ioleta
1(!(7 trinitrobenceno 12.6 1!.> incoloro ro+o
omo sustituto del indicador #ioleta de metilo podemos utilizar azultimol 1.62.7/ con tal de que el cambio qu$mico se produzca conmenores #ol-menes; y cambio de anaran+ado de metilo al ro+o metilo>.> 3.6/( los indicadores seleccionados se dan ba+o el criterio de que elrango de sus pH son los ms pr"5imos( de esa manera las di)erencias de#ol-menes usados no sern tan di)erenciados.
--7 Ca%cu%ar e% 2( de una so%uciHn o;tenida 3eNc%ando . 3L
de so%uciHn 7+ de (C%= - 3% de so%uciHn 7+ de $aO( " -3L de a4ua7
Hl =a6m?
luego& 9:H96.6647L6.6>9 6.1K47
pH9 log6.1K47/9 1.34>
-.7 Ca%cu%ar e% 2( de %a so%uciHn o;tenida 3eNc%ando - 3L deso%uciHn 7+ de cido acKtico C(/COO( " - 3L de a4ua7 E%2a de% cido acKtico077
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H!
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CONCLUSIONES:
%5perimento =T1
0l aEadir 0g=o! a la soluci"n de =al se )orma el 0gl que es els"lido que aparece en la reacci"n de los iones 0g y l.
0l aEadir 0g=o! a la soluci"n de 82r se )orma 0g2rque es elsolido que aparece en la reacci"n de los iones 0g y r2.
,rimero se )orma 0gl porque la )uerza de atracci"n de los ionesles mayor a la de los iones r2para atraer los cationes 0g.%s se corrobora al comparar los 8ps de la reacciones de disoluci"n
de 0g2r y 0gl.%5perimento =T2 y =T!
?os indicadores son herramientas )undamentales( ya que gracias aellos( podemos determinar la basicidad o acidez de una soluci"nencontrada e5perimentalmente.
?os indicadores inter#ienen en una reacci"n de manera muyinsignifcante( y el color de estos #ar$a de acuerdo a laconcentraci"n de iones :H.
%l ,H de algunas sustancias pueden ser halladose5perimentalmente por comparaci"n de color )rente a patronescon un mismo indicador.
%5perimento =T>
%l indicador )enol)tale$na es el ms indicado debido a que stecaso se trata de la titulaci"n de un cido dbil H !
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0l momento de aEadir al matraz mediante una buera 0g=
%n el e5perimento 2 se debe de ter cuidado al momento de
agregar agua para que los colores de cada tubo sean los msprecisos.
REFERENCIA BIBLIOGRFICA
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