Universidad de San Carlos de GuatemalaFacultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Qumicarea de QumicaLaboratorio de Anlisis CualitativoImpartido por: Ing. Adrin Antonio Soberanis Ibez

Determinacin de la constante de equilibrio de un cido dbil

Nombre: Pablo Jos Rosales PinedaCarn: 2012 12618Guatemala, 19 de Agosto del 2013

INDICE

Cartula1ndice2Resumen3Objetivos4Marco Terico5Marco Metodolgico 9Resultados 11Interpretacin de Resultados17Conclusiones20Bibliografa21Muestra de Clculo22Datos Calculados25

RESUMEN

La constante de acidez, se refiere a la fuerza de un cido en una reaccin, en este caso especfico, de un cido dbil, fue el objetivo de esta primera prctica Para la determinacin de los valores experimentales de la constante de equilibrio Ka (Constante de Acidez) de un cido dbil, siendo el cido actico (CH3COOH), se trabajaron con diversos mtodos grficos para la determinacin de este, cada uno con sus condiciones propias. Con datos iniciales, cuales el potencial de hidrogeno (pH) de la solucin, en el momento preciso en el cual se iba aadiendo un mL de titulante, el Hidrxido de Potasio (KOH) y as sucesivamente, para poder tener las ordenadas y abscisas de las grficas que fueron herramienta para el encuentro del Ka. Encontrndose valores de pH en puntos de equivalencia (puntos de inflexin) y con concentraciones descritas ms adelante, adems, se trabaj, adems con un modelo matemtico. Encontrando valores de pKA experimentales (vase tabla II) y relacionndolos con valores tericos, esto en orden de determinar, cul de estos cuatro- mtodos grficos y el mtodo matemtico, sera ms exacto. Las condiciones bajo las cuales se realiz la prctica de laboratorio fueron de 20.7 C para la temperatura ambiente y con una presin atmosfrica de 0.842 atm.

OBJETIVOS

Objetivo GeneralDeterminar la constante del equilibrio de acidez y el pKa de un cido dbil, a partir de valores experimentales de potencial de hidrgeno de la neutralizacin del mismo con una base fuerte.

Objetivos Especficos1. Aplicar diversos mtodos grficos, as como el tpico mtodo matemtico, en orden de encontrar la constante de acidez del cido Actico.2. Determinar el punto de inflexin y el punto de equivalencia, a partir de las grficas utilizadas y calcular la constante de equilibrio experimental Ka, a partir de estos puntos.3. Calcular Ka a partir del potencial de hidrogeno indicado por el punto de inflexin, graficndose en una curva de titulacin pH vs. mL de titulante agregado.4. Comparar el porcentaje de error de cada mtodo con respecto a valores tericos.

1. MARCO TERICO 1.1 cido y bases En 1887, Svant Arrhenius, propuso que un electrolito se disocia en iones en solucin acuosa. Un cido, fue definido como una sustancia que se disocia en agua y que produce iones H+ (ac) en solucin acuosa; y una base, es una sustancia que contiene iones de hidrxido OH-, o que se disuelve en agua para producir iones de hidrxido hidratados OH- (ac) en solucin acuosa. Todos los iones estn hidratados en solucin acuosa. La fuerza de un cido o una base se determina por el grado de disociacin del compuesto en agua.

El concepto de Arrhenius est seriamente limitado por su nfasis en el agua y en reacciones en solucin acuosa.

En 1923, Johanes Bronsted y Thomas Lowry, propusieron que: un cido es una sustancia que puede donar un protn y, una base es una sustancia que puede aceptar un protn. Las sustancias que pueden actuar como cidos o como bases se llaman: anfiprticas. En trminos de Bronsted, la fuerza de un cido se determina por su tendencia para donar protones, y viceversa la fuerza de la base, a la tendencia de aceptarlos.

De lo anterior se deduce que, mientras ms fuerte es el cido, ms dbil ser la base conjugada.

En 1938, Gilbert N. Lewis, defini a la base como sustancia que posee un par de electrones sin compartir, con el cual puede formar enlaces covalentes. Y un cido es una sustancia que puede formar un enlace covalente aceptando un par de electrones de la base.

Volviendo a los principios de Arrhenius sobre el concepto del agua, pudieron utilizar para disear esquemas cido-base para muchos disolventes. En un sistema de disolventes, un cido es una sustancia que le da al catin la caracterstica del disolvente, y una base es una sustancia que le da al anin la caracterstica del disolvente.

Los hidrxidos insolubles, sin embargo, reaccionan como bases con los cidos. As, la reaccin de un cido y una base, es una reaccin de neutralizacin, produce el disolvente como uno de sus productos, es decir, que es una reaccin de mettesis en la cual se produce agua.H+ (ac) + OH- (ac) - H2O

1.2 Anlisis volumtrico El anlisis volumtrico es el que depende de la medida del volumen de una solucin que tiene una concentracin exactamente conocida.

Se usa un procedimiento llamado titulacin o estandarizacin. En una titulacin una solucin de concentracin conocida llamada solucin estndar o solucin patrn, se agrega al volumen medido de una solucin de concentracin desconocida, hasta que la reaccin sea completa.

La solucin patrn, siendo el titulante, se coloca en un tubo graduado llamado bureta, desde la cual, se descarga de una manera controlada sobre un volumen medido de la solucin desconocida, o una masa de peso conocido de un slido desconocido disuelto en agua, llamado analito, se colocan en el recipiente junto con pocas gotas de una sustancia conocida como indicador (de pH). La solucin patrn de la bureta se agrega lentamente hasta que el indicador cambie de color. Durante el proceso de adicin, el contenido del recipiente se mantiene homogneo agitndolo.

En el punto de equivalencia, que est indicado por el cambio del color del indicador, se han utilizado cantidades equivalentes de los dos reactivos. Se lee, por consiguiente, el volumen descargado de la solucin patrn utilizado en la solucin.

Se usan tres tipos de anlisis volumtrico. Se basan en reacciones de precipitacin, neutralizaciones cido-base y reaccin de xido-reduccin.

1.3 Puntos de equivalencia El punto de equivalencia de una reaccin qumica se produce durante una valoracin qumica cuando la cantidad de sustancia valor ante agregada es estequiomtricamente equivalente a la cantidad presente del analito o sustancia a analizar en la muestra, es decir, esta reacciona exactamente con ella. El punto de equivalencia es el punto en el cual el cido ha reaccionado o neutralizado completamente a la base o viceversa.El pH en el punto de equivalencia de una reaccin de neutralizacin es diferente segn la fortaleza del cido y/o la base que se neutraliza.

1.5 pH La concentracin de (H+)(ac) en solucin se puede expresar en trminos de la escala de pH. El logaritmo comn de un nmero es la potencia a la cual debe elevarse 10 para obtener el nmero, debido a que las concentraciones de los iones H+ y OH- en disoluciones acuosas con frecuencia son nmeros muy pequeos, se utiliz el logaritmo.. El pH es el logaritmo negativo de la concentracin de iones hidrgeno

1.6 pOH El pOH de una solucin se define en los mismos trminos, con el logaritmo negativo de la concentracin de iones hidrxido.

La relacin entre el pH y el pOH se puede obtener de la constante de agua; siendo esta ecuacin otra forma de expresar la relacin entre la concentracin de ion H+ y la concentracin del ion OH-. El pOH es el logaritmo negativo de la concentracin de iones hidrxido

A partir de las definiciones de pH y pOH, obtenemos: ( pH + pOH = 14.00 ) Esta ecuacin constituye otra forma de expresar la relacin entre la concentracin de ion H+ y la concentracin del ion OH -.1.7 Fuerza de los cidos y bases Aunque un cido se puede definir con cualquiera de las definiciones descritas anteriormente, la fuerza de un cido usualmente se define con los conceptos de Arrhenius. Un cido fuerte es aquel que presenta una alta disociacin, en su generalidad completa, y produce iones H+ y aniones. Un cido dbil se disocia parcialmente, por lo que presenta una constate de disociacin relativamente pequea, Ka, mientras que la constante de acidez de un cido fuerte tiene un valor alto. Las bases se definen de manera similar. Por ejemplo, se consideran sustancias fuertes aquellas con Ka>E-2, dbiles a menores que este punto y muy dbiles a aquellas con Ka