Informe de laboratorio: Volumetría ácido base

Introduccion 

En volumetría ácido-base es necesario conocer algunos conceptos para poder entender este tipo de análisis , los siguientes son: Ácido; según la teoría de Arrhenius se define como; cualquier especie que aumenta la concentración de iónes H+ (o protones) en solución acuosa, en tanto, Base se define como una sustancia que aumenta la concentración de iónes de hidróxido (OH-) en solución acuosa (1). La volumetría acido base (tambien llamada valoración ácido base o valoración de nuetralización), es una técnica que, basándose en la medida experimental del volumen gastado de una sustancia de concentración conocida en una reacción química, permite determinar la concentración específica de otra disolución con la que reacciona. Otros conceptos son: Patrón primario o estandar primario; es una sustancia utilizada en química como referencia para usar una estandarizacion, usualmente son sólidos que cumplen las siguientes características: tener composición conocida, elevada pureza, ser estable a temperatura ambiente, no debe absorver gases y debe tener un peso equivalente grande (2). Titulación o valoracion: proceso que determina la concentración o masa presente en una muestra desconocida, con un volumen conocido de solución, conociendo el volumen del agente y su concentración, en forma precisa. Tiene que disponer de un indicador para determinar el punto final o inicial.
Los objetivos de esta experiencia fueron estandarizar una disolución de NaOH 0,1 M realizar un análisis volumétrico ácido-base, para determinar exactamente el contenido de ácido acético en una muestra de  vinagre comercial con un factor de dilución establecido.

Procedimiento experimental

Estandarización de ag. Titulante

Se buscó masar 41g de FAK en dos instancias con una pesa gravimetrica, consiguiendo masas lo más cercanamente posibles a lo necesitado, a continuación se depositó cada muestra en un matraz distinto (ambos previamente rotulados) y se le añadieron 20 ml de agua destilada con una probeta procurando obtener una solución homogénea, finalmente se le agregaron 3 gotas de fenolftaleína.

Paralelamente se aclimato una bureta con NaOH y se llenó completamente, se dispuso en una pinza y se colocó el matraz que contenía la solución lograda anteriormente, de este modo se dejó caer el NaOH gota a gota en la solución, hasta conseguir que adquiriera una coloración rosada pálida, en ambas instancias se anotaron los ml de NaOH necesarios para que esto ocurriera. Finalmente con los datos obtenidos de todo el proceso, se calcularon los datos necesarios o requeridos en la actividad.

Titulación de vinagre comercial

Para la siguiente actividad se dispuso de 5ml de vinagre puro, los que fueron vertidos  con ayuda de un gotario en 3 matraces distintos (previamente rotulados), a cada muestra se le agrego 20ml de agua destilada con una probeta y finalmente 3 gotas de fenolftaleína. De la misma forma que en la actividad anterior se aclimato la bureta con NaOH, se llenó, se dispuso y se dejó precipitar en el matraz de forma paulatina hasta conseguir la coloración rosada, para cada instancia se anotaron los ml utilizados, los que posteriormente fueron requeridos para los cálculos correspondientes a la actividad.

Resultados

Estandarización de agente titulante

-Masa de Fak (resultados en hoja adjunta)

    Masa 1=0,4109g

    Masa 2=0,4108g

-Volumen de NaOH gastado para un pH 7 (resultados en hoja adjunta)

    Vol gastado 1=20,1ml

    Vol gastado 2=19,9ml

-Moles Fak y NaOH (ver cálculos en la sección a.1 del anexo)

   1= 2,012 x 10^-3mol

   2= 2,011 x 10^-3mol

-Concentración M de NaOH (ver cálculos en la sección a.2 del anexo)

    M1= 0,1001M

    M2=0,101M

Titulación vinagre comercial

-Volumen de NaOH gastado para un ph 7 (resultados en hoja adjunta)

Vol gastado 1=36,7ml

Vol gastado 2=36,8ml

Vol gastado 3=36,9ml

-Moles de NaOH y de Ac.Acetico (ver cálculos en la sección b.1 del anexo)

    1=3,69 x 10^-3mol

    2=3,71 x 10^-3mol

    3=3,7 x 10^-3mol

-Concentración M de ac. Acético (ver cálculos en la sección b.2 del anexo)

   M1=0,738M

   M2=0,742M

   M3=0,74M

Porcentaje de ac. Acético en vinagre comercial

-Masa de ac. Acético (ver cálculos en la sección c.1 del anexo)

   m=0,22g

- Porcentaje p/v de ac. Acético en vinagre comercial (ver cálculos en la sección c.2 del anexo)

  % p/v=4,4%

Discusión

En primer lugar, en la estandarización de agente titulante, se solicitó valorar dos soluciones de NaOH, usando como patrón primario FAK (PM= 204,22 g/mol) masando una cantidad aproximada de 0,4100 g, con el fin de determinar la concentración específica del hidróxido de sodio. El compuesto FAK con la muestra de NaOH reaccionan en una proporción de 1 es a 1, por lo tanto (y solo en este caso) se establece que la molaridad de la muestra y su normalidad serán iguales. Luego,realizamos el proceso de titulación de la muestra, donde nuestro indicador de pH; fenolftaleína (a pH inferior a 8 es incolora en tanto que a pH superior a 10 se torna color rosado intenso (3)), adquiriera una tonalidad rosa muy translúcido con el fin de determinar la concentración específica de NaOH (muestra) para que el pH de la solución sea cercano a neutro.
En el  segundo experimento, titulación de vinagre comercial, se determinó la concengración del ácido acético en un vinagre comercial ya es conocida la concentración exacta de NaOH, éste se utiliza como patrón secundario para determinar la concentración de ácido acético de una muestra de vinagre comercial, para ello se emplea una valoración base fuerte- ácido débil.Cabe mencionar que al igual que en el caso anterior  la reacción se produce mol a mol, por ello en el punto de equivalencia se cumplirá que: nº de moles de ácido = nº de moles de base La ecuación de la reacción ácido-base es:    CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2. Ademas el procedimiento experimental se realizó de la misma manera que en el primer experimento desde el punto en el que a cada muestra se le agrego 20ml de agua destilada con una probeta y finalmente 3 gotas de fenolftaleína hasta que la solución adquiera un tono  rosado traslúcido. Finalmente se logró demostrar que el pH indicado en la etiqueta del producto corresponde al calculado en el laboratorio, con un error relativo de un 1%.

El objetivo final de cualquier valoración es la adición del reactivo patrón en una cantidad tal que sea químicamente equivalente a la sustancia problema con la cual reacciona. Esta situación se alcanza en lo que se conoce como el punto de equivalencia.
El punto de equivalencia en una titulación es un concepto teórico, en la práctica solo puede ser estimado mediante la observación de algún cambio físico que esté asociado a él mediado por un indicador ácido-base o indicador de pH (por ejemplo, fenolftaleína) que cambia de color dependiendo del pH del medio, y así señalan el punto final o punto de equivalencia de una volumetría ácido base(4). Esto ocurre porque estas sustancias sin ionizar tienen un color distinto que al  ionizarse, es decir, el cambio de color se debe a un cambio estructural inducido por la protonación o desprotonación de la especie (5).
En el primer experimento se produjo menos volumen  de gasto de NaOH que en el experimento dos, para que reaccionara la solución y cambiará de tono, esto debido a que la concentración de FAK es mayor a la concentración de vinagre comercial.

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