Titulaciones

Objetivo

Determinar la concentración de una muestra dada.

Materiales

Bureta Soporte universal Matraz erlenmeyer de 250ml Vidrio de reloj Espátula H2SO4 Na2CO3

Agua oxigenada Isodine Tiosulfato de sodio 0.1N

Introducción

Las titulaciones o valoraciones acido-base son empleadas para determinar concentraciones de sustancias químicas con precisión y exactitud. Estas titulaciones se llevan a cabo gracias a la reacción que ocurre entre acidos y bases, formando sales y agua:

á cido+base→sal+agua

Las reacciones ácido-base son reacciones de equilibrio homogéneo (neutralización) entre los iones, que se producen al estar en contacto un ácido con una base obteniéndose una sal mas agua.

Una titulación implica siempre tres agentes o medios: el titulante, el titulado y el colorante. El titulante es el reactivo del cual conocemos su concentración; el titulado es el reativo de concentración desconocida y el colorante es el que permite observar la reacción.

Información previa

Carbonato de sodio

Otros nombre Barrilla, natrón, ceniza de soda.

Fórmula molecular

Na2CO3

Estado de agregación

Sólido Apariencia Blanco

Punto de fusión 851 °C Punto de ebullición

N/A

RiesgosIngestión En grandes cantidades causa náusea y vómito.Inhalación Irritación leve para la nariz.Ojos Irritación moderada.Piel Efecto insignificante

Ácido sulfúrico

Otros nombre Tetraoxosulfato (VI) de hidrógeno

Fórmula molecular

H2SO4

Estado de agregación

Líquido Apariencia Líquido aceitoso

Punto de fusión 20 °C Punto de ebullición

337 °C

RiesgosIngestión Quemaduras graves, daño del aparato respiratorio y digestivo.Inhalación Irritación, quemaduras, sofocación; los vapores puede ocasionar

úlceras en la anriz, garganta y hasta la muerte.Ojos Enrojecimiento, dolor, puede opacar la córnera y perforar el globo

ocular.Piel Quemaduras severas, profundas y dolorosas.

Peróxido de Hidrógeno

Otros nombre Agua oxigenada Fórmula molecular

H2O2

Estado de agregación

Líquido Apariencia Incoloro

Punto de fusión -0.4 °C Punto de ebullición

150.2 °C

RiesgosIngestión Serios daños, posiblemente fatal.Inhalación Irritación severa.Ojos Peligroso.Piel Agente aclarante y desinfectante. Causa ardor casi inmediatamente

Permanganato de potasio

Otros nombre Manganato (VII) de potasio. Fórmula molecular

KMnO4

Estado de agregación

Sólido Apariencia Sólido púrpura

Punto de fusión 20 °C Punto de ebullición

337 °C

RiesgosIngestión A dosis bajas o moderadas genera quemaduras en tráquea y efectos

gastrointestinales como náusea, vómito, ulceración, diarrea o constipación y pérdida de conciencia.

Inhalación Causa irritación de nariz y tracto respiratorio, tos, laringitis, dolor de cabeza, náusea, vómito. La muerte puede presentarse por inflamación, edema o espasmo de la laringe y bronquios, edemapulmonar o neumonitis química.

Ojos Tanto en formas de cristales como en disolución, este compuesto es muy corrosivo

Piel La irrita y en casos severos causa quemaduras químicas.

Tiosulfato de sodio

Otros nombre Tiosulfato de sodio Fórmula molecular

Na2S203

Estado de agregación

sólido Apariencia Polvo blanco

RiesgosIngestión Bajo nivel de toxicidad.Inhalación Irritación severa.Ojos Irritación severa.Piel Contacto por tiempo prolongado ocasiona irritación.

Titulación de H2SO4 con Na2CO3

Procedimiento

1Montamos el equipo de titulación de acuerdo

al diagrama mstrado.

2Pesamos 0.160g de Na2CO3·H2O y

disolvemos en 30ml de agua destilada. Colocamos la disolución en una matraz

erlenmeyer de 250ml y adicionamos 2 o 3 gotas de naranja de metilo.

3Llenamos la bureta con H2SO4, cuidando que el líquido quede exactamente en la marca del

cero de la bureta.

4Procedemos a dejar caer el ácido sobre la solución de Na2CO3 poco a poco. En este

paso se observa una mancha de color anaranja, que se disuelve al agitar el matraz.

5Cuando la mancha color naranja tarda en desaparecer, dejamos caer las gotas de

ácido de forma más lenta.

6Al primer cambio en el color (naranja a color amarillento) cerramos la llave de la bureta y leemos el volumen de ácido empleado para

la titulación.

7Registramos los datos y repetimos el

experimento 2 o 3 veces más, dependiendo de la uniformidad de los resultados.

Análisis de resultados

Reacción

Na2CO3 + H2SO4 Na2SO4 + CO2 + H2O

0.160 g Na2CO3 ·H 2O106gN a2CO3

124 g Na2CO3 ·H 2O

2eq N a2CO3

106 gN a2C O3

2eq H 2SO 4

2eq N a2CO3

1000ml H 2SO 4

0.1eq=25.80ml H 2SO 4

Titulación Na2CO3 (g) H2SO4 (ml)

1° 0.16 15.3

2° 0.16 15.2

3° 0.16 14.9

Peso miliequivalente del Na2CO3 = 0.0530 g

Titulación Cálculo Normalidad

1°0.16 gN a2CO3

15.3ml H 2SO4

10.0530 g N a2CO3

0.1973 N

2°0.16 gN a2CO3

15.2ml H 2SO4

10.0530 g N a2CO3

0.1986 N

3°0.16 gN a2CO3

14.9ml H 2SO4

10.0530 g N a2CO3

0.2026 N

Promedio 0.1995 N0.20 N

Determinación de H2O2 en agua oxigenada comercial

Procedimiento

1Montamos el equipo de titulación de acuerdo

al diagrama mstrado.

2Medimos 10ml de H2O2 y lo diluimos en un

matra aforado de 100ml. Tomamos nuevamente 10ml y lo disolvemos en un

matraz aforado de 100ml. Colocamos en un matraz erlenmeyer 10ml de la solución

preparada y la colocamos en un matraz.3

Llenamos la bureta con K2MnO4, cuidando que el líquido quede exactamente en la

marca del cero de la bureta.

4Procedemos a dejar caer el K2MnO4 sobre la solución de H2O2 poco a poco. En este paso se observa una mancha de color rosa ténue,

que se disuelve al agitar el matraz.

5Cuando la mancha color rosa tarda en

desaparecer, dejamos caer las gotas de ácido de forma más lenta.

6Al primer cambio en el color (de rosita a color

canela) cerramos la llave de la bureta y leemos el volumen de ácido empleado para

la titulación.

7Registramos los datos y repetimos el

experimento 2 o 3 veces más, dependiendo de la uniformidad de los resultados.

Resultados

2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 2MnSO4 + 8H2O + K2SO4 + 5O2

En 100ml de agua oxigenada hay 3.34g de H2O2

1ml H 2O2

3.34 g H 2O2

100ml aguaoxigenada

2eq H 2O2

34 g H 2O2

2eq KMnO4

10eq H 2O2

1000ml KMnO4

0.1eq KMnO 4

=3.93ml KMnO4

1ml H 2O2

3.34 g H 2O2

100ml aguaoxigenada=0.0334 g H 2O 2

Titulación H2O2 (ml) KMnO4 (ml) KMnO4 (g)1° 0.05 0.9 0.01432° 0.05 0.7 0.01113° 0.05 0.9 0.0143

Concentración teórica

3.34 g H 2O 22eq34g

10.1L

=1.97N

Peso miliequivalente del KMnO4= 0.159 g

Titulación Cálculo Normalidad

1°0.0143g KMnO4

0.05ml H 2O2

10.1589 g KMnO4

1.7999 N

2°0.0111g KMnO4

0.05ml H 2O2

10.1589 gKMnO 4

1.3971 N

3°0.0143g KMnO4

0.05ml H 2O2

10.1589 g KMnO4

1.7999 N

Promedio 1.7999 N

1.8 N

Para el cálculo de la normalidad final se descartó el resultado de la segunda titulación, debido a que es un valor alejado con respecto a los otros dos.

Determinación de la concentración de yodo en isodine

Procedimiento

Reacción

2Na2S203 + I2 → Na2S406 + 2NaI

Procedimiento Observaciones

De acuerdo a lo reportado en la etiqueta de el frasco de I2 se tiene por

100 ml → 0.8 g I2

1

Con una pipeta tomamos 10 ml de la solución de yodo para titular que

contiene 0.08 g I2

2

Se le agrega 20 ml de agua y se empieza a titular

3

Cuando la solución del matraz tome un color amarillo claro se le agregan dos gotas de almidón

4Si vuelve a presentarse un color azul se sigue titulando hasta la desaparición de

ese color (ya que el yodo haya terminado de reaccionar).

5Cuando la solución permanece con un color amarillo claro se ha terminado la titulación y

se registra el volumen empleado de tiosulfato.

Resultados

Reacción

2Na2S2O3 + I2 Na2S4O6 + 2NaI

10ml isodine0.8g I 2

100ml isodine=0.08g I 2

0.08 g I21eq I 2

254g I 2

2eq N a2S2O3

1eq I2

1000ml N a2S2O3

0.1eq N a2S2O3

=6.30ml N a2S2O3

Concentración teórica

0.8 g I22eq

254 g1

0.1L=0.0630N

Titulación I2 (ml) Na2S2O3 (ml) Na2S2O3 (g)

1 10 6.3 0.04982 10 6.3 0.04983 10 6.2 0.0490

Análisis de resultados

Peso miliequivalente del Na2S2O3 = 0.0790 g

Titulación Cálculo Normalidad

1°0.0498g Na2S2O3

10ml I 2

10.0790 gNa2S2O3

0.0630 N

2°0.0498g Na2S2O3

10ml I 2

10.0790 gNa2S2O3

0.0630 N

3°0.0490g Na2S2O3

10ml I 2

10.0790 gNa2S2O3

0.0620 N

Promedio 0.0626 N

0.0630 N

Para Titular las tabletas de CaCO3 fue necesario primero calcular la concentración del HCl y del NaOH. A continuación se muestra la titulación del NaOH.

Titulación del NaOH con C6H4(COOH)COOK

C6H4(COOH)COOK + NaOH C6H4(COONa)COOK + H2O

El indicador utilizado para la titulación fue Fenolftaleina

0.7 gbiftalato1mol

204.22gbif .1mol NaOH

1molbif .1000ml NaOH0.1mol NaOH

=34.5ml NaOH

ResultadosTitulación NaOH (ml) Biftalato (g)

1 35.0 0.7012 34.8 0.7013 34.8 0.700

Peso miliequivalente del biftalato = 0.204g

Titulación Cálculo Normalidad1° 0.702g bif .

34.6ml NaOH1

0.204 gbif .0.0995 N

2° 0.701gbif .34.5ml NaOH

10.204 gbif .

0.0996 N

3° 0.700 gbif .34.4ml NaOH

10.204 gbif .

0.0997 N

Promedio 0.0996 N0.1 N

La titulación del HCl no la realizamos ya que empleamos una solución comercial ya estandarizáda cuya concentración es 0.1 N

CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2

HCl + NaOH H2O + NaCl

Datos de las tabletas.

En 1.27 gramos de tableta hay 500mg de CaCO3

0.20 g tableta0.50gCaCO3

1.27g tableta

1eqCaCO3

100 gCaCO3

2eq HCl1eqCaCO3

1000ml HCl0.1eq HCl

=15.75ml HCl

15.75ml HCl + 4.25ml HCl = 20ml HCl

4.25ml HCl3.65g HCl

1000ml1mol HCl

36.53 g HCl1mol NaOH1mol HCl

40g NaOH1mol NaOH

1000ml NaOH4 g NaOH

=4.25ml NaOH

ResultadosTitulación HCl (ml) tableta (g)

1 4.6 0.202 5.5 0.203 5.6 0.20

Titulación de tabletas de CaCO3

Valor teórico del contenido de CaCO3 en una tableta = 0.500g

Titulación Cálculo CaCO3 (g)Teórico

0.20 g tableta0.5gCaCO3

1.27g tableta

0.0787

1°5.7ml NaOH

4.25ml HCl4.25ml NaOH

0.20 g tableta15.75ml HCl

0.5gCaCO3

1.27 g tableta

0.0285

2°5.5ml NaOH

4.25ml HCl4.25ml NaOH

0.20 g tableta15.75ml HCl

0.5 gCaCO3

1.27 g tableta

0.0275

3°5.6ml NaOH

4.25ml HCl4.25ml NaOH

0.20 g tableta15.75ml HCl

0.5gCaCO3

1.27 g tableta

0.0280

Promedio 0.0280

0.0280 gCaCO3

100 %CaCO3

0.0787 gCaCO3

=35.56 %CaCO3

Según estos resultados, la tableta a la cuál se le práctico el análisis tiene 35.56% del CaCO3 que señala la etiqueta.

Bibliografía

http://www.quimica.unam.mx/IMG Whitten, Kenneth; Davis, Raymond; Peck, Larry, Química, 8th ed., México, D.F., 2008.