Determinar el por ciento de pureza De Ac. Benzoico

Anteproyecto para la determinación del % de pureza de una muestra de materia prima de Ac. Benzoico de lote A0208586 por medio de una titulación Acido-Base en medio acuoso.

Objetivo.

Determinar el por ciento de pureza en una muestra de materia prima de ácido benzoico como acido débil por medio de una titulación ácido base (base fuerte) en medio acuoso.

Hipótesis.

Contiene no menos del 99.5 por ciento y no más del 100.5 por ciento de ácido benzoico, calculado con referencia a la sustancia seca.

Antecedentes Teóricos

Teoría Acido – Base:

Teoría de Ácidos y Bases de Svante August Arrhenius

Él definió los ácidos como sustancias químicas que contenían hidrógeno, y que disueltas en agua producían una concentración de iones hidrógeno o protones, mayor que la existente en el agua pura. Del mismo modo, Arrhenius definió una base como una sustancia que disuelta en agua producía un exceso de iones hidroxilo, OH-. La reacción de neutralización sería:

H+ + OH- H2O

Teoría de Ácidos y Bases de Bronsted – Lowry

Las definiciones de Arrhenius de los ácidos y bases son muy útiles en el caso de las soluciones acuosas, pero ya para la década de 1920 los químicos Bronsted y Lowry estaban trabajando con disolventes distintos del agua. Se encontraron compuestos que actuaban como bases pero no había OH en sus fórmulas. Se necesitaba una nueva teoría.

Las definiciones de Bronsted - Lorwy son,

Un ácido de Bronsted - Lowry es un donador de protones, pues dona un ion hidrógeno, H+

Una base Bronsted - Lorwy es un receptor de protones, pues acepta un ion hidrógeno, H-

Teoría de Ácidos y Bases de Gilbert Newton Lewis

Según Lewis, las definiciones para ácidos y bases son:

Un ácido de Lewis es una sustancia capaz de aceptar (y compartir) un par electrónico.

Un ácido de Lewis es una sustancia capaz de donar (y compartir) un par electrónico.

Todas las sustancias químicas que son ácidos según las teorías de Arrhenius y de Bronsted Lowry también lo son de acuerdo con la teoría de Lewis. Todas las sustancias que son bases según las teorías de Arrhenius y de Bronsted - Lowry lo son también de acuerdo con la teoría de Lewis. Según esta teoría, un ión hidrógeno, H+, no deja de ser un ácido, y un ión hidróxido, OH-, es todavía una base, pero las definiciones de Lewis expanden el modelo ácido - base más allá de los modelos de Bronsted y Arrhenius.

Las definiciones de Lewis de los ácidos y bases tienen una importancia especial en la química orgánica, pero las definiciones de Arrhenius o de Bronsted - Lowry son por lo general adecuadas para explicar las reacciones en solución acuosa.

Titulación: Operación analítica que permite conocer la cantidad de una especie química en disolución llamada reactivo por titular A. Consiste en agregar gradualmente al reactivo por titular por medio de una bureta, una cantidad químicamente equivalente de un reactivo de concentración conocida llamado reactivo titulante B.

Clasificación de las titulaciones

Por el tipo de reacción química

Por la cantidad de reactivo por titular

Por la forma de realizar una reacción

Titulación directa: el reactivo titulante se adiciona directamente con una bureta a la disolución que contiene el reactivo por titular.

Aa + Bb Productos

Con la concentración y el volumen de la disolución del reactivo titulante V_B gastado para alcanzar el punto de equivalencia se determina la cantidad de reactivo A presente en la muestra.

Titulación por retroceso: se añade al reactivo por titular A, con una pipeta volumétrica o una bureta, una cantidad conocida y en exceso de una disolución estandarizada del reactivo B. El exceso de B que no reacciona con A se titula con el reactivo titulante D. Restando la cantidad de B que no reaccionó (el exceso) a la cantidad de B inicial añadida, se puede determinar la cantidad de reactivo presente en la muestra.

Aa + Bb Productos + B exceso

Reactivo por titular Cantidad conocida en exceso

b´B + dD Productos

El exceso Reactivo titulante

Titulación indirecta: Se hace reaccionar el reactivo por titular A con un reactivo específico B, como resultado de esta reacción se obtiene una cantidad químicamente equivalente de un reactivo C, el cual se titula con un reactivo D.

Aa + Bb Cc + eE

Reactivo por determinar En exceso

c´C + dD Productos

Reactivo por titular Reactivo titulante

Determinando por medio de la titulación la cantidad de C presente en el sistema se puede conocer la cantidad del reactivo por determinar A que la genera.

Estandarización: Es el proceso mediante el cual se determina con exactitud la concentración de una solución, algunas veces se puede preparar una solución estándar disolviendo una nuestra pesado con exactitud en un volumen de soluto medido con exactitud. Por lo general este método no se utiliza ya que muy pocos reactivos químicos se pueden obtener en una forma lo suficientemente pura como para satisfacer la exactitud requerida por el analista. Las pocas sustancias que son adecuadas a este respecto son conocidas como estándares primarios.

Patrón primario: Reactivo que sirve para preparar al reactivo titulante para su estandarización. Debe tener las siguientes características: a) alta pureza (100 ± 0.02%), b) su composición debe corresponder exactamente a su fórmula, c) peso molecular elevado, d) debe ser estable a temperatura ambiente, e) no debe absorber agua ni dióxido de carbono de la atmósfera, f) debe reaccionar estequiométrica, cuantitativa y rápidamente con el reactivo por titular, g) soluble en los disolventes empleados, h) de fácil adquisición y módico precio. Ejemplos: carbonato de sodio anhidro, biftalato de potasio, ácido benzoico, carbonato de calcio, cloruro de sodio, trióxido de arsénico, oxalato de sodio, dicromato de potasio, etc.

Patrón secundario: Son pocos los reactivos que tienen los requisitos de un patrón primario. Por lo tanto se utilizan los patrones secundarios que se prepararan para tener una concentración aproximada a la deseada y la concentración exacta se determina por una estandarización. Ejemplos: ácido clorhídrico, hidróxido de sodio, ácido perclórico, iodo, tiosulfato de sodio, etc.

Punto de equivalencia: Es el punto en una titulación en que reaccionan cantidades químicamente equivalentes del reactivo por titular y el reactivo titulante.

Características de la reacción de titulación: a) Debe ser de estequiometria conocida, b) debe

...