Laboratorio N 6

Laboratorio N 6

OBJETIVOSDeterminar la constante Ka del acido, a partir de un sistema formado por acido actico y acetato de sodio. Con el uso de un peachimetro. Manejar la escala de acido - base.

INTRODUCCIN

Teora de ArrheniusArrhenius defini los cidos como las sustancias qumicas que contenan hidrogeno, y que disueltas en agua producan una concentracin de iones hidrogeno o protones, mayor que la existente en el agua pura. Del mismo modo, defini una ase como una sustancia que disuelta en agua produca un exceso de iones hidroxilo, OH-. La reaccin de neutralizacin sera:H+ + OH- H2OLa teora de Arrhenius ha sido objeto de crticas. La primera es que el concepto de cidos se limita a especies qumicas que contienen hidrogeno y el de base a las especies que contienen hidroxilo. La segunda critica es que la teora solo se refiere a disoluciones acuosas, cuando en realidad se conocen muchas reacciones acido-base q tienen lugar en ausencia de agua.

Teora de Bronsted Lowry Un acido de Bronsted Lowry es un donador de protones, pues dona un in hidrogeno, H+. Una base Bronsted Lowry es un receptor de protones, pues acepta un in hidrogeno, H+.Aun se contempla la presencia de hidrogeno en el acido, pero ya no se necesita un medio acuoso. El concepto de acido y base de Bronsted Lowry ayuda a entender por qu un acido fuerte desplaza a otro dbil de sus compuestos (al igual que sucede entre una base fuerte y otra dbil).

Teora de LewisSegn Lewis, las definiciones para cidos y bases son: Un acido de Lewis es una sustancia capaz de aceptar (y compartir) un par electrnico. Una base de Lewis es una sustancia capaz de donar (y compartir) un par electrnico.

Fuerza relativa de cidos y BasesLos electrolitos son sustancias que se disocian ms o menos completamente de iones cuando se disuelven en agua. Cuando se disuelven en agua, los electrolitos fuertes de disocian en iones virtualmente por completo mientras que en soluciones de electrolitos dbiles coexisten iones y molculas no disociadas del electrolito. Como los electrolitos fuertes estn completamente disociados en solucin acuosa, las concentraciones inicas se encuentran directamente a partir de la concentracin molecular de la solucin. Los electrolitos dbiles estn incompletamente disociados y no es posible calcular las concentraciones inicas individuales nicamente a partir de la sustancia.Definicin de la constante de acidez: constante de equilibrio que expresa la medida en la cual un acido transfiere un protn al agua disolvente.

CH3COOH H+ + CH3COO-

Ka= 1.18 * 10-5

Podemos observar que la concentracin del reactivo es muy grande en comparacin con la concentracin de los productos, por lo que la constante es muy pequea, entonces predecimos que en el equilibrio has mas reactivo que productos.El valor de una constante depende de la temperatura.En nuestro caso se constituye un sistema formado por CH3COOH y su sal sdica NaCH3COO, en este caso la cantidad de acido actico disociado para formar H+ es muy pequea comparada con la cantidad que est presente en forma molecular, debido a que el acetato de sodio, que es una sal, se encuentra completamente disociado y generar la formacin de iones acetato, quienes invertirn el sentido de la reaccin de disociacin del cido.Procedimiento experimentalA partir del acido actico 0,1M y de acetato de sodio 0,1M colocar en 5 tubos de ensayos las siguientes cantidades indicadas en la tabla.TuboAcido ActicoCH3COOH (0,1)SalNaCH3COO (0,1M)pH

12ml18ml3.15

24ml16ml2.98

38ml12ml2.86

416ml4ml2.70

518ml2ml2.66

Clculos:Con la ayuda de una solucin reguladora calibrar el peachimetro. Medir los valores de los tubos 1, 2, 3, 4, 5. Representar en un sistema de ejes perpendiculares en el eje vertical pH y en el eje horizontal log (Cs/Ca). Compensar por algn mtodo el trazado de la curva.Analice la ecuacin de Henderson-Hasselbach que es una recta en donde la ordenada al origen es pKa de modo que el valor buscado a determinar es Ka= 10-pKaEl acido se disociar: CH3COOH H+ (ac) + CH3COO-(ac)Con inicial Ca - -Con Equi. Ca X X X

La sal se disocia completamente:NaCH3COO Na+(ac) + CH3COO-(ac)Con inicial Cs - -Con Equi. - Cs CsEn la expresin de Ka la concentracin de iones acetato es la total, quedando:Ka= X * (Cs + X) / (Ca X)Para un acido dbil se puede hacer la siguiente simplificacin: (cuando conozca Ka puede resolver el caso sin la simplificacin, y obtendr a los fines prcticos el mismo resultado que con la simplificacin propuesta) Ca= Ca X y Cs + X = CsDe modo que queda: Ka= X*(Cs/Ca), siendo X=[H+] y tomando logaritmo en ambos miembros, y multiplicando por -1:-log Ka= pH log (Cs/Ca)Por similitud de la definicin de pH, se define pKa=- log KapH= pKa + log (Cs/Ca) Ecuacin de Henderson-HasselbachLa importancia del trmino pKa: Una solucin reguladora trabaja en las inmediaciones de pH del pKa. Un indicador cambia su color en el pH prximo a su pKa.Representacin de un sistema de ejes perpendiculares. En el eje vertical se coloca los valores de pH, y en el eje horizontal, el log (Cs/Ca).Primero se saca las concentraciones del acido y de la sal, basados en la ecuacin: V1*C1=V2*C2

TubopHCa(M)Cs(M)Cs/Calog(Cs/Ca)

13.150,010,099,000,95424251

22.980,020,084,000,60205999

32.860,040,061,500,17609126

42.700,080,020,25-0,60205999

52.660,090,010,11-0,95424251

A su vez retomando a la ecuacin de la recta obtenida anteriormente en el grafico podemos establecer que la constante del acido ser:

CONCLUSIN:En base a los conceptos adquiridos sobre pH, cidos y bases fuertes y dbiles, concentracin, iotizacin, etc.; se determino la constante de acidez (Ka) del acido actico.Para ello, se tuvo que realizar una serie de sistemas formados por distintas cantidades de acido actico y acetato de sodio, midiendo su correspondiente pH.Al aproximar los valores obtenidos por el mtodo de cuadrados mnimos, podemos observar que existe una dispersin de dichos puntos, los cuales se ajustan a la recta a obtener as la constante de acidez. Dicha dispersin se debe a los diferentes sistemas que formo el acido y la sal.A su vez, al volcar los datos a la ecuacin de Henderson-Hasselbach que es una recta donde la ordenada al origen es pKa, llegamos a determinar el valor de Ka.Entonces, debido a que el acido actico es un acido dbil, lo que significa que no se disocia totalmente, su pH depender de la concentracin y de la capacidad de disociacin, es decir de su constante de acidez.En sntesis, las disoluciones que contienen un acido dbil con una sal de acido dbil son siempre menos acidas que las disoluciones que contienen la misma concentracin del acido dbil.