Volumetría ácido-base.Volumetría ácido-base.Objetivo.

Hallar la concentración de una base con una disolución de un ácido de concentración conocida.

Materiales y productos.

Matraz aforado

Pipeta

Bureta

Vidrio de reloj

Balanza

Matraz Erlenmeyer

Soporte y pinzas

Ácido clorhídrico comercial

Hidróxido de sodio comercial

Fenolftaleína

Fundamento

Vamos a utilizar las disoluciones de hidróxido de sodio y ácido clorhídrico preparadas en las prácticas anteriores. Supondremos que la disolución de ácido clorhídrico está correctamente preparada y vamos a determinar la concentración real de la disolución de hidróxido de sodio preparada.

La reacción que se produce entre un ácido y una base es la siguiente:

Ácido + base → sal + agua

En este caso:

HCl + NaOH → NaCl + H2O

La fenolftaleína es un indicador ácido-base. Se trata de una sustancia que en medio ácido tiene un color, y en medio básico otro color distinto. Si tenemos en un matraz una disolución de ácido y añadimos una base, cuando todo el ácido haya reaccionado el color de la disolución cambiará al cambiar el medio de ácido a básico. En este momento sabemos que toda la sustancia ha reaccionado.

Concentración: La concentración de una disolución es la proporción o relación que hay entre la cantidad de soluto y la cantidad de disolvente, donde el soluto es la sustancia que se disuelve, el disolvente la sustancia que disuelve al soluto, y la

disolución es el resultado de la mezcla homogénea de las dos anteriores. A menor proporción de soluto disuelto en el disolvente, menos concentrada está la disolución, y a mayor proporción más concentrada ésta.La concentración tiene que ver con la solubilidad: Cada sustancia tiene una solubilidad para un disolvente determinado. La solubilidad es la cantidad máxima de soluto que puede mantenerse disuelto en una disolución, y depende de condiciones como la temperatura, presión, y otras sustancias disueltas o en suspensión. Cuando se alcanza la máxima cantidad de soluto en una disolución se dice que la disolución está saturada, y ya no se admitirá más soluto disuelto en ella. Si agregamos un poco de sal común a un vaso de agua, por ejemplo, y la agitamos con una cucharita, la sal se disolverá. Si continuamos agregando sal, habrá cada vez más concentración de ésta hasta que el agua ya no pueda disolver más sal por mucho que la agitemos. Entonces, la disolución estará saturada, y la sal que le agreguemos, en vez de disolverse se precipitará al fondo del vaso. Si calentamos el agua, ésta podrá disolver más sal (aumentará la solubilidad de la sal en el agua), y si la enfriamos, el agua tendrá menos capacidad para retener disuelta la sal, y el exceso se precipitará.

Reacción química: Es todo proceso químico en el cual una o más sustancias (llamadas reactivos), por efecto de un factor energético, se transforman en otras sustancias llamadas productos. Esas sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar el oxígeno del aire con el hierro.

A la representación simbólica de las reacciones se les llama ecuaciones químicas.

Los productos obtenidos a partir de ciertos tipos de reactivos dependen de las condiciones bajo las que se da la reacción química. No obstante, tras un estudio cuidadoso se comprueba que, aunque los productos pueden variar según cambien las condiciones, determinadas cantidades permanecen constantes en cualquier reacción química. Estas cantidades constantes, las magnitudes conservadas, incluyen el número de cada tipo de átomo presente, la carga eléctrica y la masa total.

Los tipos de reacciones comunes a la química orgánica e inorgánica son: Ácido-base (Neutralización), combustión, solubilización, reacciones redox y precipitación.

En esta práctica tiene lugar la reacción de Neutralización:

Una reacción de neutralización es una reacción entre un ácido y una base. Cuando en la reacción participan un ácido fuerte y una base fuerte se obtiene sal y agua. Mientras que si una de las especies es de naturaleza débil se obtiene su respectiva especie conjugada y agua. Así pues, se puede decir que la neutralización es la combinación de cationes hidrógeno y de aniones hidróxido para formar moléculas de agua. Durante este proceso se forma una sal.

Las reacciones de neutralización son generalmente exotérmicas, lo que significa que desprenden energía en forma de calor.

Generalmente la siguiente reacción ocurre:

Ácido + base → sal haloidea + agua

Este tipo de reacciones son especialmente útiles como técnicas de análisis cuantitativo. En este caso se puede usar una solución indicadora para conocer el punto en el que se ha alcanzado la neutralización completa. Algunos indicadores son la fenolftaleína (si los elementos a neutralizar son ácido clorhídrico e hidróxido

de sodio), azul de safranina, el azul de metileno, etc. Existen también métodos electroquímicos para lograr este propósito como el uso de un pHmetro o la conductimétria.

Procedimiento.

1. Prepara un volumen de sosa, también en función de los matraces disponibles, de una concentración 0,1 N a partir de sosa comercial disponible en el laboratorio.

2. Toma un volumen pequeño de la disolución de ácido preparado, por ejemplo 50 ml, y colócalo en un matraz Erlenmeyer. Añade unas gotas de fenolftaleína y coloca el matraz debajo de la bureta.

3. Llena la bureta con disolución de sosa y enrasa a cero.

4. Se abre la llave de la bureta y se deja caer la sosa lentamente sobre la disolución de ácido. Se observa que al caer la sosa sobre la disolución de ácido aparece una coloración roja que desaparece al agitar. A medida que avanza la valoración esa coloración tarda más en desaparecer. Cuando se observe cercano el final de la valoración esa coloración se prosigue muy lentamente (gota a gota) hasta que el color rojo ya no desaparezca. En ese punto ya no queda nada de ácido y tenemos una disolución básica. Si se supera ese punto el consumo de base no coincide con la cantidad de ácido que hay en el matraz.

5. Anota el volumen de disolución de sosa consumida.

El volumen final de sosa consumida es de 30 mL.

6. Sabiendo que un mol de ácido reacciona con un mol de base, puedes calcular los moles de ácido que han reaccionado, y por tanto, los moles de base, y con ellos y el volumen consumido la concentración de de la disolución de hidróxido de sodio preparada y comprobar si coincide con la que había.

Moles . .que ..han .. reaccionado :0. 1 .molHCl

Litros ..disolución⋅0 .05L = 0 . 005 ..molesHCl

Molaridad :0. 005 .molesNaOH0 .030 L .disolución

= 0 . 17M

Factor :Molaridad . realmolaridad . teórica

=0 .17M0 .2M

= 0. 85M

Paloma Arjona Mudarra 1º Bachillerato D