Determinación colorimetrica del pH

DETERMINACIÓN CALORIMÉTRICA DEL pH.

Paula Malabet, Mateo Paternina, Aarón Tinoco.

Profesor Jairo Ropero.  – 19-03-2015

Universidad del Atlántico, Barranquilla

Resumen

En la actualidad, se pueden observar numerosas reacciones, las cuales se utilizan en la gran mayoría de las industrias, en las cuales se requiere la alcalinidad o la basicidad de las sustancias, por lo tanto se realizaran reacciones acido-base para llevar a cabo esta experiencia y así mismo, su respectivo análisis.

Palabras claves:

Ácido, base, pH, indicadores.

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Abstract

Actually, we can observe numerous reactions, which are used in most industries, in which important factors like the alkalinity or basicity of substances are required. Therefore, acid base reactions are needed to carry out this experience and its analysis.

Key words

Acid, base, pH, indicators.

Objetivo general:

Conocer la fundamentación practica de una reacción acido base mediante variaciones presentadas durante la experiencia.

Objetivos específicos:

-Observar los cambios físicos como  el cambio de color y apariencia presentados durante las reacciones.

- Determinar el punto final de una reacción utilizando los indicadores adecuados.  

 Introducción

La titulación ácido base es una técnica o método de análisis cuantitativo usada frecuentemente en los laboratorios químicos, donde una solución ácida puede neutralizarse con otra básica (y viceversa) parcial o totalmente, la neutralización total implica la pérdida de las propiedades ácido base de la solución, y se obtiene cuando se igualan las concentraciones de iones hidronio (H3O+) e hidroxilo (OH-).  En este punto, es posible realizar los cálculos  estequiométricos para determinar la cantidad de ácido o base, presente en una solución desconocida midiendo el volumen del ácido o base de una solución de concentración conocida. La ayuda de un indicador tal como la fenolftaleína, permitirá señalar el punto final de la reacción. La presente experiencia se realizara con distintos tipos de ácidos con el fin de analizar la variación de su comportamiento durante la titulación.

Se determinó la cantidad de cada acido presente en las respectivas soluciones, haciendo uso de una serie de cálculos estequiometricos. Para ello se midió el volumen de las sustancias a analizar y utilizando concentraciones y pesos moleculares de pudo hallar la masa de dicho (s) ácidos.

Discusión  

Durante la experiencia se llevaron a cabo varias titulaciones con diferentes disoluciones ácidas y el mismo indicador (fenolftaleína) para determinar un punto de viraje como referencia para el pH resultante en cada una de las pruebas.

Cuando se tiene un cambio en el pH de ácido a base, el indicador fenolftaleína cambia su estructura en presencia de suficiente concentración de OH- y ocurre la transición cromática de incoloro a un ligero rosa en el punto de viraje, (ver Fig. 1).

. Figura 1. Escala cromática de la fenolftaleína.

[pic 2]

Prueba #1

En un matraz de Erlenmeyer de 250 ml fueron vertidos 25 ml de HCl 0.1 M y se agregaron 3 gotas de fenolftaleína para titular con NaOH 0.1 M.

El HCl (reacción 1) y el NaOH (reacción 2) se encuentran en formas iónicas al disolverse:

 (1)        [pic 3]

             (2)        [pic 4]

Entonces, es de esperar que en la titulación suceda la reacción:

        [pic 5]

        [pic 6]

En donde:

[pic 7]

Determina el pH de la disolución.

mmoles a neutralizar de H3O:

[pic 8]

[pic 9]

[pic 10]

• Para 10mL, 20mL y 24mL de NaOH.

[pic 11]

[pic 12]

Una vez hallado los mmoles de OH se calculó el equilibrio de la reacción.

[pic 13]

[pic 14]

[pic 15]

[pic 16]

[pic 17]

Con los moles hallados de H3O+ se calculó su concentración molar, teniendo en cuenta que el volumen total de la solución era los 25mL de HCl más los 10mL de NaOH.

[pic 18]

[pic 19]

[pic 20]

Este mismo procedimiento se realizó con la adición de 20mL y 24mL de agente valorante, obteniendo como resultado, pH de 1,95 y 2,69 respectivamente.

• Para 25mL de NaOH.

[pic 21]

[pic 22]

Una vez hallado los mmoles de OH se calculó el equilibrio de la reacción.

[pic 23]

[pic 24]

[pic 25]

[pic 26]

[pic 27]

Cuando se consume la misma cantidad de ácido y la misma cantidad de base, se dice que se ha llegado al punto de equivalencia, las concentraciones de ambos en la mezcla son 0, por lo que se asume que la reacción está neutralizada y lo que se tiene en el recipiente es agua y sal (NaCl), por ende, la concentración de hidronio será equivalente a 1x10-7.

[pic 28]

[pic 29]

El pH 7 nos indica que tenemos una solución neutra.

Se le adicionaron cantidades de 5 ml de base desde la bureta hasta 20 ml totales agregados; en cada ocasión una parte de la disolución se tornó rosa, pero posteriormente perdió el color para no notarse algún cambio final aparente con el indicador como se aprecia en la siguiente figura (Fig. 2):

Figura 2. Primera etapa de la titulación.

[pic 30]

A partir de 23 ml agregados de NaOH la tendencia de coloración temporal pareció más notoria, en tanto se agregaron pequeñas cantidades de titulante (aprox. de 0.5 ml) y luego a gotas buscando el cuidado de no sobrepasar. Aun así llegado el punto de 23.45 ml de NaOH agregados el indicador oscureció un poco más que el violeta esperado, por tanto se recurrió a una retro titulación gota a gota que resultó en 2 gotas de HCl a la solución (ver figura 3) donde se percibe un muy ligero rosa que no se disipa aún después de agitar el matraz.

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