laboratorio numero 12

8/18/2019 laboratorio numero 12

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Laboratorio de Físico-Química II: Medidas de pH y titulacionespotenciométricas

Soluciones 5alores de pH

Solución cido ac!tico 2.2=

Solución "idró#ido de amonio 1 .>>

3uffer cido 4.4?

3uffer b sico @.?>

4. 0 lculos de la pr ctica

4.1. 9abla / 1 : /ormalidades corregidas

0ompuesto en solución /ormalidad corregida

Hidró#ido de sodio . ?


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1) Aeterminación de las concentraciones e#actas de cada una delas soluciones valoradas.

5aloración de la Solución de /a H≈

.1 / a partir de biftalato de potasio63HF). Se utili(a indicador fenolftale$na.

Se cumple *ue:

# '*. K 3HF # '*. /a H

L biftB&.'.3HF / /a H # 5 /a H

0on los datos mostrados en la 9abla / , 9abla / = y 9abla / >I y despe%andole ecuación para la normalidad corregida de la soda:

/ /a H L 3HF B &.'.3HF # 5/a H

Reempla(ando datos:

/ /a H .2 41 g. B 62 4.2 e* g. # 1 .2 # 1)

/ /a H . ?


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# '*. H7c. # '*. K solución

/ H7c # 5 H7c / sol. # 5 sol.

5 H7c / sol. # 5 Sol. B / H7c

5 H7c .1 / # 1 ml. B 1


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Aonde:

/ /ormalidad

M Molaridad

nNmeros de electrones y protones transferidos en la solución acuosa.

Ae esta manera con las normalidades corregidas de las soluciones valoradasobtendremos las molaridades de dic"as soluciones.

Cálculo de la molaridad de HCl.

&ara nuestro caso de traba%o, el valior deθ 1

/ M # θ . ? # 1

M . ? molar

Ae la misma manera se efectuaron los c lculos para los dem s soluciones.

*# Calculo del pH Teórico de cada una de las %oluciones cuyopH se midió usando las concentraciones molares exactas+ pHexperimentales medidos con el potenciómetro y cálculo del , de )rror.-as soluciones *ue se midieron fueron:

0H 0 H, la solución buffer cida 60H 0 H y 0H 0 /a), /H 4 H y lasolución buffer b sica 6/H4 H y /H 40l). Se midió el pH teórico usando lasconstantes de ioni(ación de la 9abla / 4.

Calculo del pH Teórico-

1) pH del 0H 0 H:0H 0 H H O O 0H 0

Pnicio: 6 .1 ?2) Aisociación: Q Cormado: OQ OQ'*uilibrio: 6 .1 ?2 Q) OQ OQ

$


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F60H 0 H) 66Q) # 6Q) B 6 . @< Q)1.=#1 = Q2B 6 .1 ?2 Q)

Q 1. 44#1 HOpH log 1. 44#1pHteo 2.@@=

pH e#perimental medido con el potenciómetro es 2.2=Hallando el &orcenta%e de 'rror:

;error 662.@@=K 2.2= ) B2.@@=) #1 22. 1;

2) pH del /H 4 H: /H 4 H /H 4O O H

Pnicio: 6 . ?@?>) Aisociación: Q Cormado: OQ OQ'*uilibrio: 6 . ?@?> Q) OQ OQ

F6/H 4 H) 66Q) # 6Q) B 6 .?@?> Q)1. Q)Q 1. 22 #1 Hp H log 1. 22 #1p H 2.@


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) pH de la Solución 3uffer cida 60H0 H, 0H 0 /a):

0H 0 /a 0H 0 O /a OPnicio: 6 .1 = ) Aisociación: .1 = Cormado: O .1 = O .1 ='*uilibrio: 6 . ) O .1 = O .1 =

0H 0 H 0H 0 O HOPnicio: 6 .1 ?2) .1 =Aisociación: Q Cormado: OQ OQ'*uilibrio: 6 .1 ?2 Q) 6 .1 = O Q) OQ

F60H 0 H) 66 .1 = OQ) # 6Q) B 6 .1 ?2 Q)

1.@=@ #1= HO

pH log 1.>@=@#1=

pHteo 4.


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/H O O H2 /H 4O O HPnicio: 6 . ?@?>) .1 Aisociación: Q Cormado: OQ OQ'*uilibrio: 6 . ?@?> Q) 6 .1 O Q) OQ

F6/H 4 H) 66 .1 OQ) # 6Q) B 6 . ?@?> Q)

1. Q)Q 1.


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Conclusiones

-os valores de pH nos ayudan a medir el car cter cido o b sico de unasolución, bas ndose en la concentración de los iones H O o H . Mientras elpH tenga un valor menor de


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/nexos

Cuestionario.

1. '#pli*ue el Cundamento y 7plicación de las 9itulaciones &otenciom!tricas.

Tna de las aplicaciones m s interesantes de los potenciales de electrodo es latitulación potenciom!trica o titulación electrom!trica, esto es, la determinacióndel punto final de una titulación en an lisis cuantitativo por mediciones delpotencial de un electrodo. Supongamos *ue se est titulando una soluciónnormal de nitrato de plata por medio de una solución de cloruro de sodioI amediad *ue la titulación avan(a, el cloruro de plata precipita, y al concentraciónde los iones de plata *ue *uedan en la solución disminuye constantemente. 'lpotencial de un electrodo de plata, *ue en este caso actNa como electrodoindicador, varia en forma correspondiente. 7l principio la variación de potenciales muy pe*ue+a, puesto *ue una disminución de la concentración a lacent!sima parte altera el potencial solo en .11@ voltios. /o obstante, cuandose apro#ima el punto de e*uivalencia de la titulación, la variación relativa de laconcentración de los iones plata para una cantidad dada de cloruro de sodioagregada aumenta r pidamenteI *ue se traduce en una variación r pida depotencial del electrodo de plata. 'l punto de e*uivalencia puede encontrarse,pues determinado la cantidad de solución agregada "asta la aparición delm #imo en la variación del potencial del electrodo. 'n consecuencia se puedeusar un electrodo de plata como indicador para el an lisis cuantitativo para lassoluciones de cloruros o de soluciones de cual*uier anión *ue forme una sal deplata insoluble, por e%emplo, bromuro, ioduro, cianuro, tiocianato y fosfato.

&ueden adaptarse otros electrodos de metal para el an lisis de soluciones deotros aniones.

'l m!todo general consiste en encontrar un electrodo indicador en la solución atitular y combinarlo con un electrodo de referencia de potencial constante, por e%emplo un electrodo de calomel, formado as$ una pila completa.

2. Pndi*ue las 0aracter$sticas Resaltantes de los 'lectrodos de 5idrio y de0ombinación.

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Se encontró e#perimentalmente *ue la diferencia de potencial *ue e#iste en lainterfase de vidrio y una solución en la cual est en contacto depende del pHde la solución.

'l electrodo de vidrio est formado por un tubo *ue termina en una ampolla deparedes delgadas, con este ob%eto se emplea un vidrio especial de punto defusión relativamente ba%o y elevada conductancia el!ctrica. -a ampolla contieneuna solución de concentración de iones "idrogeno constante y un electrodo depotencial definidoI generalmente se emplea un electrodo de 7g, 7g0l 6s) en

cido clor"$drico .1 molar, o un alambre de platino en una solución reguladoraa pH 4. *ue contiene una pe*ue+a cantidad de "idro*uinona. -a ampolla seintroduce en la solución e#perimental y el electrodo de vidrio resultante secombina con un electrodo de referencia, electrodo de calomel, para formar lapila.

7 causa de la elevada resistencia del vidrio, *ue es de 1 a 1 millones deo"m, se emplean con este fin potenciómetros especiales con v lvulaselectrónicas. '#isten en el mercado varios modelos de aparatos *ue permitenla determinación del potencial del electrodo de vidrio con una e#actitudapro#imada de . = voltios de . 1 unidad de pH.

'l electrodo de vidrio se puede emplear en soluciones acuosas de cual*uier tipo, siempre *ue el pH este comprendido en le intervalo de 1 a ?I para losvalores de pH superiores *ue llegan "asta 12, "ay *ue recurrir a vidriosespeciales.

. '#pli*ue las 'cuaciones para 0alcular el pH de Soluciones 3uffer, Pndicandolas -imitaciones para su Tso.

-a solución reguladora es a*uella *ue resiste al cambio de pH por la adición decido o lcali. Tsualmente estas soluciones consisten en una me(cla de uncido d!bil y su sal 6base con%ugada), o en una base d!bil y su sal 6 cido

con%ugado).

-as soluciones reguladoras de pH conocido son muy Ntiles en muc"osaspectos de la *u$mica, y el problema de su preparación es interesante. -aconcentración de iones "idrogeno de una solución reguladora formada por un

cido d!bil y su sal, est dada con buena apro#imación en el intervalo de pHdesde 4 a 1 por la ecuación:

[ ][ ] sal

acido KaCH ≈+

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'n realidad en sentido estricto, deber$a tomarse F Ua en lugar de F pero comono se espera una gran e#actitud, es preferible el uso de una constantetabulada. 9omando logaritmos y cambiando el signo a toda la e#presión, seobtiene:

[ ][ ]acido

sal KaCH logloglog +−≈− +

[ ][ ]acido sal pKa pH log+≈

&or medio de la ecuación anterior conocida como ecuación de HendersonHasslbac" es posible calcular el pH de una solución reguladora deconcentración conocidaI inversamente, se puede emplear esta e#presión parapreparar una solución de pH definido.

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&iblio1ra'2a

DHandboo8 of c"emistry and p"ysicsE 'ditorial 0R0, 'dición >2, a+o 1?@11?@2, p g A 142Ip g A 141

DVu$mica anal$ticaE, 7utor: A. 7. S8oog, 'ditorial Mc JraW Hill, Se#ta edición, 7+o 1??=, p g. 2? =4.

DVuimica JeneralE, 7utor: Raymond 0"ang, 'ditorial McJraW Hill >ta

'dicion, 7+o 2 y > 1.

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