Constante De Acides De Un Acido Debil

Constante de acidez de un ácido débil

________________________________________________________________________________________________

Francisca Osorio

Fernanda Schmidt Catalán

Autoevaluación:

Puntaje (pts.)

Francisca Osorio 50

Fernanda Schmidt 50

Total 100

Laboratorio N°6

Constante de acidez de un ácido débil

Francisca Osorio

Fernanda Schmidt Catalán

Resumen

Resumen

El práctico realizado tuvo por objetivo determinar la constante de acidez de un ácido débil empleando dos métodos: migración independiente de los iones (Ley de Kohlraush) y la teoría de Debye-Hückel. Para determinar la constante fue necesario obtener la conductividad electrolítica de varias soluciones diluidas de CH3COOH, CH3COONa, HCl y NaCl a diferentes concentraciones utilizando un conductímetro. Los datos que se obtuvieron fueron trabajados y desarrollados, para así obtener finalmente la constante de acidez de ácido acético.

Los resultados obtenidos para la constante de acidez según la Ley de Kohlraush fue de 3,58x10-6, mientras que la constante de acidez de la literatura tiene un valor de 1,8 • 10-5.

_______________________________________________________________________________________________

Introducción

En una disolución acuosa los ácidos se clasifican en fuertes y débiles. Un ácido fuerte se ioniza o disocia completamente, y es capaz de ceder un protón. Por otro lado los ácidos débiles no se disocian completamente, estas poseen una constante de ionización medible y solo algunas moléculas liberan protón.

El grado de disociación de un ácido se puede definir con las relaciones entra las concentraciones de ácido disociado y sin disociar:

Ec. (1.0)

Cuanto mayor sea el valor de Ka, el ácido será más fuerte, es decir mayor será la concentración de iones H+en el equilibrio. Sin embargo debe decirse que solo los ácidos débiles tienen valores de ka asociados con ellos.

Para determinar la constante de acidez de un ácido débil se debe utilizar la ley de migración independiente de iones (Ley de Kohlraush) o la ley de Debye Huckel.

Previo a la descripción de la teoría es fundamental conocer el concepto deconductividad. La conductividad (K) es una medida de la capacidad de una solución acuosa para transmitir una corriente eléctrica. Dicha capacidad depende de la presencia de iones, de la concentración, movilidad, valencia y temperatura ambiental.

Kohlraush demostró que a concentraciones bajas las conductividades molares de electrolitos fuertes varían linealmente con la raíz cuadrada de la concentración.

La conductividad de una solución depende del número de iones presentes y se puede determinar con la ecuación:

Ec. (1.1)

Donde c es la concentración molar del electrolito agregado. La dependencia de las conductividades molares con la concentración indica que hay 2 clases de electrolitos, fuertes y débiles.

Para calcular la conductividad equivalente es necesario utilizar la siguiente ecuación:

Ec. (1.2)

Donde K es la conductividad especifica calculada en el laboratorio.

En los electrolitos débiles la concentración iónica es pequeña y por lo tanto se puede calcular el grado de disociación por medio de la siguiente ecuación:

Ec. (1.3)

Si se conoce el grado de disociación y además la concentración se un electrolito es posible determinar su constante de acidez:

Ec. (1.4)

Por otra parte Huckel encontró que a muy bajas concentraciones, el logaritmo del coeficiente de actividad resulta proporcional a la raíz cuadrada de la concentración.

La ecuación para la teoría de Ley de Huckel es:

Ec. (1.5)

Siendo A una constante y las Z correspondiente a las cargas + y –

Finalmente para determinar la constante de acidez según la teoría de Debye Huckel se utiliza la siguiente ecuación.

Ec. (1.6)

Donde K corresponde a la constante de acidez, c a la concentración, y al coeficiente de actividad y alfa al grado de ionización.

La ecuación de Debye-Hückel nos permite evaluar los coeficientes de actividad γ+ y γ-, si bien los coeficientes de actividad de los iones individuales no son directamente medibles, la teoría puede ser contrastada contra las mediciones experimentales, ya que si se mide experimentalmente el γ± de la solución es posible calcular el de cada electrolito.

2. Metodología

Para la determinar la constante de acidez de un ácido débil se trabaja con disoluciones que se prepararon previamente a partir de una solución inicial y cuyas concentraciones se determinan con la ecuación 2

C1 • V1 = C2 • V2 (2)

En la tabla 1 se muestran las diferentes disoluciones con las que se trabaja en esta experiencia. Para esto las diluciones se preparan con 25 ml de la solución inicial y se diluyen hasta 50 ml usando agua bidestilada. Después de aforar la solución, se debe homogeneizar la solución. Las diluciones deberán ser rotuladas para proceder a medir su conductividad específica. En este laboratorio se trabajaran las soluciones: CH3COOH, HCl, NaCl, CH3COONa, que se dividen en los grupos de trabajo del laboratorio, en particular en esta experiencia se trabajará con NaCl.

Tabla 1: Concentración de las soluciones.

Solución CH3COOH HCl NaCl CH3COONa

Concentración 1/2 0,025 0,01 0,01 0,01

1/4 0,0125 0,005 0,005 0,005

1/8 6,25•10-3 2.5•10-3 2.5•10-3 2.5•10-3

1/16 3,13•10-3 1,25•10-3 1,25•10-3 1,25•10-3

1/32 1,56•10-3 6.25•10-4 6.25•10-4 6.25•10-4

...