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Volumetría ácido-base (parte II)

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Page 2: Volumetría ácido-base (parte II). Repaso de titulaciones ácido-base Volumen de NaOH (mL) 10 20 3040 0 pH 11.3 8.72 7 Ácido fuerte Ácido débil Ácido muy

Repaso de titulaciones ácido-base

Volumen de NaOH (mL)

10 20 30 400

pH

11.3

8.72

7

Ácido fuerte

Ácido débil

Ácido muy débil

Ácidos monopróticos

Page 3: Volumetría ácido-base (parte II). Repaso de titulaciones ácido-base Volumen de NaOH (mL) 10 20 3040 0 pH 11.3 8.72 7 Ácido fuerte Ácido débil Ácido muy

Se presentan distintas situaciones

de acuerdo al valor relativo de las

constantes de acidez Ka1 y Ka2

Valoración de ácidos dipróticos

AH2

AH2 + H2O AH- + H3O+ Ka1

AH- + H2O A2- + H3O+

Ka2

Page 4: Volumetría ácido-base (parte II). Repaso de titulaciones ácido-base Volumen de NaOH (mL) 10 20 3040 0 pH 11.3 8.72 7 Ácido fuerte Ácido débil Ácido muy

• 1o deprotonación muy fuerte y Ka2 moderada Ej: H2SO4 (Ka2 = 10-2)

• Ka intermedias y separadas en magnitud Ej: H2SO3 (Ka1 = 10-2 Ka2 = 10-8)

• Ka intermedias y cercanas en magnitud Ej: ácido tartárico (Ka1 = 10-3 Ka2 = 4x10-5)

• 2da deprotonación muy débil Ej: H2CO3 (Ka1= 10-7 Ka2 = 10-11)

Valoración de ácidos dipróticos

Page 5: Volumetría ácido-base (parte II). Repaso de titulaciones ácido-base Volumen de NaOH (mL) 10 20 3040 0 pH 11.3 8.72 7 Ácido fuerte Ácido débil Ácido muy

Valoración de H2SO4 Ka2 = 10-2

Titulación de 20 mL de H2SO4 0.1 M con NaOH 0.1 M

Volumen agregado: 0 mL

H2SO4 H+ + SO4H-

SO4H- SO42-+ H+

0.1-x x 0.1+xKa2 =

x (0.1+x)(0.1- x)

x = 0.008

[H+] = 0.108 pH = 0.96

0.1 M 0.1 M 0.1 M

Page 6: Volumetría ácido-base (parte II). Repaso de titulaciones ácido-base Volumen de NaOH (mL) 10 20 3040 0 pH 11.3 8.72 7 Ácido fuerte Ácido débil Ácido muy

Volumen agregado: 10 mL

H+ + OH- H2O

[H+] = 0.033 M

pH = 1.5

Valoración de H2SO4

H2SO4 H+ + SO4H-

SO4H- SO42-+ H+ Ka2 = 10-2

0.066 M 0.033 M

0.033 M

Page 7: Volumetría ácido-base (parte II). Repaso de titulaciones ácido-base Volumen de NaOH (mL) 10 20 3040 0 pH 11.3 8.72 7 Ácido fuerte Ácido débil Ácido muy

Volumen agregado: 20 mL

SO4H- SO42- + H+ [H+] = √ Ka2 Ci/2

pH = 1.65

No se detecta el primer PE

Valoración de H2SO4

H+ + OH- H2O

0.05 M 0.05 M

Page 8: Volumetría ácido-base (parte II). Repaso de titulaciones ácido-base Volumen de NaOH (mL) 10 20 3040 0 pH 11.3 8.72 7 Ácido fuerte Ácido débil Ácido muy

Volumen agregado: 30 mL

pH = pKa2 = 2.0

SO4H- + OH- SO42- + H2O

0.04 M 0.02 M0.02 M 0.02 M

0.1 M x 20 mLCSO4H

- = = 0.04 M 50 mL

0.1 M x 10 mL COH

- = = 0.02 M 50 mL

SO4H- + OH- SO42- + H2O

Valoración de H2SO4

Page 9: Volumetría ácido-base (parte II). Repaso de titulaciones ácido-base Volumen de NaOH (mL) 10 20 3040 0 pH 11.3 8.72 7 Ácido fuerte Ácido débil Ácido muy

Volumen agregado: 40 mL

SO42-+H2O SO4H- + OH-

[OH-] = √Kb 0.033 pH = 7.26

Se detecta el segundo PE

0.033 M 0.033 M0.033 M

SO4H- + OH- SO42- + H2O

Valoración de H2SO4

Page 10: Volumetría ácido-base (parte II). Repaso de titulaciones ácido-base Volumen de NaOH (mL) 10 20 3040 0 pH 11.3 8.72 7 Ácido fuerte Ácido débil Ácido muy

exceso de base (10 mL)

Volumen agregado: 50 mL

[OH-] = COHVexc/VT

[OH-] = 0.1x10/70 = 0.014 M

pH = 12.15pOH = 1.85

Valoración de H2SO4

Page 11: Volumetría ácido-base (parte II). Repaso de titulaciones ácido-base Volumen de NaOH (mL) 10 20 3040 0 pH 11.3 8.72 7 Ácido fuerte Ácido débil Ácido muy

010 20 30 400

pH

Volumen de NaOH (mL)

7.26 PE

50 60

F

H

Valoración de H2SO4

Page 12: Volumetría ácido-base (parte II). Repaso de titulaciones ácido-base Volumen de NaOH (mL) 10 20 3040 0 pH 11.3 8.72 7 Ácido fuerte Ácido débil Ácido muy

Titulación 20 mL H2SO3 0.1 M con NaOH 0.1 M

H2SO3 H+ + SO3H- [H+] = √ Ka1Ci

pH = 1.5

Volumen agregado: 0 mL

Volumen agregado: 10 mL

Ka1 = 10-2 Ka2 = 10-7

H2SO3 + OH- SO3H- + H2O0.066 M 0.033 M

0.033 M 0.033 M pH = pKa1 = 2

Valoración de H2SO3

Page 13: Volumetría ácido-base (parte II). Repaso de titulaciones ácido-base Volumen de NaOH (mL) 10 20 3040 0 pH 11.3 8.72 7 Ácido fuerte Ácido débil Ácido muy

Volumen agregado: 20 mL

Volumen agregado: 30 mL

2 SO3H- SO32- + H2SO3 [H+] = √Ka1Ka2

pH = 4.5

SO3H- + OH- SO32- + H2O pH = pKa2

pH = 7.0

Se detecta el primer PE

Valoración de H2SO3

Page 14: Volumetría ácido-base (parte II). Repaso de titulaciones ácido-base Volumen de NaOH (mL) 10 20 3040 0 pH 11.3 8.72 7 Ácido fuerte Ácido débil Ácido muy

exceso de base (10 mL) [OH-] = COHVexc/VT

pH = 12.15

Volumen agregado: 40 mL

Volumen agregado: 50 mL

SO32- + H2O SO3H- + OH- [OH-] = √ Kb Ci/3

pH = 9.76

Se detecta 2do PE

Valoración de H2SO3

Page 15: Volumetría ácido-base (parte II). Repaso de titulaciones ácido-base Volumen de NaOH (mL) 10 20 3040 0 pH 11.3 8.72 7 Ácido fuerte Ácido débil Ácido muy

4.50

010 20 30 400

pH

Volumen de NaOH (mL)

50 60

9.76 PE2

PE1

F

H

Valoración de H2SO3

Page 16: Volumetría ácido-base (parte II). Repaso de titulaciones ácido-base Volumen de NaOH (mL) 10 20 3040 0 pH 11.3 8.72 7 Ácido fuerte Ácido débil Ácido muy

Titulación 20 mL de H2CO3 0.1 M con NaOH 0.1 M

Volumen agregado: 0 mL

Volumen agregado: 10 mL

Ka1 = 3x10-7 Ka2 = 6x10-11

H2CO3 H+ + CO3H- [H+] = √ Ka1 C pH = 3.76

H2CO3+ OH- CO3H- + H2O pH = pKa1

pH = 6.52

Valoración de H2CO3

Page 17: Volumetría ácido-base (parte II). Repaso de titulaciones ácido-base Volumen de NaOH (mL) 10 20 3040 0 pH 11.3 8.72 7 Ácido fuerte Ácido débil Ácido muy

Volumen agregado: 20 mL

Volumen agregado: 30 mL

2 CO3H- CO32- + H2CO3 [H+] = √Ka1Ka2

pH = 8.37

CO3H- + OH- CO32- + H2O pH = pKa2

pH = 10.22

Se detecta el primer PE

Valoración de H2CO3

Page 18: Volumetría ácido-base (parte II). Repaso de titulaciones ácido-base Volumen de NaOH (mL) 10 20 3040 0 pH 11.3 8.72 7 Ácido fuerte Ácido débil Ácido muy

exceso de base (10 mL) [OH-] = COHVexc/VT

pH = 12.15

Volumen agregado: 50 mL

Volumen agregado: 40 mL

CO32- + H2O CO3H- + OH- [OH-] =√ kb Ci/3

pH = 11.37

No se detecta el 2do PE

Valoración de H2CO3

Page 19: Volumetría ácido-base (parte II). Repaso de titulaciones ácido-base Volumen de NaOH (mL) 10 20 3040 0 pH 11.3 8.72 7 Ácido fuerte Ácido débil Ácido muy

12

4

010 20 30 400

pH

Volumen de NaOH (mL)50 60

8.37 PE1F

Valoración de H2CO3

Page 20: Volumetría ácido-base (parte II). Repaso de titulaciones ácido-base Volumen de NaOH (mL) 10 20 3040 0 pH 11.3 8.72 7 Ácido fuerte Ácido débil Ácido muy

PE1

PE2

8.46

010 20 30 400

pH

Volumen de NaOH (mL)

PE2

50 60

F 0 2.00

10 3.00

20 3.70

30 4.40

40 8.46

50 12.15

VOH pH

Ka1 = 10-3 Ka2= 4x10-5

Valoración de ácido tartárico

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Titulación de 20 mL H3PO4 0.1 M con NaOH 0.1 M

H3PO4/H2PO4- pKa1 = pH pH = 2.22

H3PO4 [H+] = √ Ka1C pH = 1.61

Volumen agregado: 0 mL

Volumen agregado: 10 mL

Ka1 = 10-3 Ka2 = 10-7 Ka3 = 10-13

Valoración de ácidos tripróticos: H3PO4

Page 22: Volumetría ácido-base (parte II). Repaso de titulaciones ácido-base Volumen de NaOH (mL) 10 20 3040 0 pH 11.3 8.72 7 Ácido fuerte Ácido débil Ácido muy

HPO42- [H+] = √Ka2Ka3 pH = 9.76

H2PO4-/HPO4

2- pKa2 = pH pH = 7.22

Volumen agregado: 20 mL

Volumen agregado: 30 mL

Volumen agregado: 40 mL

H2PO4- [H+] = √ Ka1Ka2 pH = 4.72

Valoración de ácidos tripróticos: H3PO4

Page 23: Volumetría ácido-base (parte II). Repaso de titulaciones ácido-base Volumen de NaOH (mL) 10 20 3040 0 pH 11.3 8.72 7 Ácido fuerte Ácido débil Ácido muy

Volumen agregado: 50 mL

Volumen agregado: 60 mL

Volumen agregado: 70 mL

HPO42-/PO4

3- pKa3 = pH pH = 12.30

PO43- [OH-] = √ Kb1C 20/80 pH = 12.35

[OH-] y [PO43-] pH = 12.48

Valoración de ácidos tripróticos: H3PO4

Page 24: Volumetría ácido-base (parte II). Repaso de titulaciones ácido-base Volumen de NaOH (mL) 10 20 3040 0 pH 11.3 8.72 7 Ácido fuerte Ácido débil Ácido muy

010 20 30 400

pH

Volumen de NaOH (mL)50 60 70

9.76 2do PE

4.72 1er PE

Valoración de ácidos tripróticos: H3PO4

Page 25: Volumetría ácido-base (parte II). Repaso de titulaciones ácido-base Volumen de NaOH (mL) 10 20 3040 0 pH 11.3 8.72 7 Ácido fuerte Ácido débil Ácido muy

VF = x mLVH = 0

Mezclas alcalinas

Curvas de titulación de distintos álcalis

Na(OH) PE

pH

vol HCl

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VF = VH

CO32-

PE

pH

vol HCl

PE

Curvas de titulación de distintos álcalis

Mezclas alcalinas

Page 27: Volumetría ácido-base (parte II). Repaso de titulaciones ácido-base Volumen de NaOH (mL) 10 20 3040 0 pH 11.3 8.72 7 Ácido fuerte Ácido débil Ácido muy

CO3H-

pH

vol HCl

PE

VF = 0

Curvas de titulación de distintos álcalis

VH = 0

Mezclas alcalinas

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Na(OH)/CO32-

PE

pH

vol HCl

PE

VF > VH

Mezclas alcalinas

Page 29: Volumetría ácido-base (parte II). Repaso de titulaciones ácido-base Volumen de NaOH (mL) 10 20 3040 0 pH 11.3 8.72 7 Ácido fuerte Ácido débil Ácido muy

VF < VH

CO32-/CO3H-

PE

pH

PE

vol HCl

Mezclas alcalinas