La escala de acidez

Introducción:

El pH de una sustancia refleja su grado de acidez o basicidad. La acidez de una solución acuosa depende de la concentración de iones Hidrógeno (H+) o iones Hidronio (OH-). La acidez de las soluciones que participan en una reacción química con frecuencia tiene importancia crítica, especialmente las reacciones bioquímicas.

La escala de acidez de pH se inventó para llenar la necesidad de esta medición de un modo numérico sencillo y cómodo para expresar la acidez de una solución. Los valores de la escala de pH (potencial de hidrógeno) se obtienen mediante la conversión matemática de las concentraciones de iones H+ mediante las siguientes expresiones:

pH= log 1/ [H+] o bien pH= -log [H*]

Siendo [H+]= concentración de iones H+ en moles por litro (mol/lt).

El pH se define como el logaritmo del recíproco de la concentración molar de iones H+. La escala misma se basa en la concentración de iones H+ en agua a 25°C a esta temperatura, el agua tiene una concentración de H+ igual a 1 x10^-7 mol/lt. Y se calcula de modo que se obtiene un pH de 7, y se dice que es neutra; es decir, ni ácida ni básica, porque las concentraciones de H+ y OH- son iguales. Las soluciones que contienen más iones H+ que iones OH- tienen valores de pH menores de 7 o sea son ácidas; las soluciones que contienen menos iones H+ que iones OH- tienen valores de pH mayores de 7 o sea son básicas o alcalinas.

La escala de pH se numera de 0 a 14. La figura muestra el rango de pH:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Objetivos

• Conocer el uso de diferentes indicadores, como la fenolftaleína, azul de timol y rojo de metilo.

• Determinar a través de la técnica de valoración o titulación la concentración de una solución de ácido fuerte a partir de una solución de una basa fuerte de concentración.

• Observar soluciones comerciales de uso diario, que sean ácidas, básicas y neutras, utilizando papel pH, indicadores y un peachímetro.

Materiales

• HCl.

• NaOH

• CH3COOH

• NH3

• Indicadores (anaranjado de metilo, azul de bromotimol y fenolftaleína)

• Peachímetro

• Placa de toque

• Gotario

• Papel pH

• Tubos de ensayo

• Coca cola

• Vinagre

• Jugo de limón

• Detergente

• Carbonato ácido de sodio

• Bureta

• Matraz Erlenmeyer de 250 mL

• Pipeta aforada

• Propipeta

Desarrollo experimental

 Actividad 1 ¨Medición de pH¨

En esta actividad se preparará por disolución 100 mL de HCL 0.01M Y NaOH 0.01M, a partir de las soluciones de HCL 0,1M (ácido) y NaOH 0.1M (base)

Además se preparara a partir de CH3COOH 0,1M Y NH3 0,1, y por el mismo método de disolución, 100 mL de CH3COOH 0,01 y NH3 0.01M.

Una vez que se realizaron ambas disoluciones, se medirá el pH de cada solución, a través de pequeños trozos de papel pH, el cual indicara el nivel del pH por medio de una tabla impresa en el contenedor de dicho papel de diversos colores.

Se utilizara un gotario para llevar una muestra de cada solución a una placa de toque y así poder humedecer el papel pH, previamente colocado en la tabla. Después de unos segundos se puede observar el color que adquiere el que papel.

Seguidamente con un Peachímetro, medir el pH de las soluciones y determinar el valor teórico del pH de los ácidos presentes.

Discusión:

- Con respecto a la medición de pH nos llevamos la sorpresa de que tanto el papel de pH como el peachímetro nos entregaron valores diferentes entre si o no esperados

- En la actividad numero dos pusimos en duda la efectividad del peachimetro utilizado, ya que al momento de medir, el resultado difirió con la noción del ph correspondiente de algunas sustancias.

- Si necesitamos precisión el método de titulación no es tan efectivo, ya que este depende de la experticia de la persona a cargo del experimento. Encontramos que posteriormente a la realización de este metodo debiese ser complementado con un peachimetro.

 Actividad 2 ¨Determinación de pH de soluciones comunes¨

En esta práctica se utilizara soluciones de uso diario como la bebida coca cola, jugo de limón, vinagre, entre otras, y se medirá el pH de cada una de ellas, a través de papel pH, Peachímetro y los indicadores rojo de metilo y azul de timol.

En diferentes tubos de ensayos se añade una pequeña cantidad de coca cola, jugo de limón, vinagre, carbonato acido de sodio y detergente. Luego con el Peachímetro se mide el pH.

Después de haber ocupado el Peachímetro, a cada solución se le incorporan unas gotitas de rojo de metilo y se registra el cambio que se provoca.

En otros tubos de ensayos, pero con las mismas soluciones acuosas, se incorporan unas gotitas de azul de timol y se registra nuevamente los cambios obtenidos.

Discusión 2: nos surgió la duda de la efectividad del peachimetro

 Actividad 3 ¨Valoración ácido-base¨

Se utilizara la técnica de titulación o valoración, la cual se basa en las reacciones de neutralización. Para llevar a cabo esta actividad, se usara la reacción entre una solución de HCL (ácido) y NaOH (base).

La concentración de ácido clorhídrico se desconoce, pero se sospecha que se aproxima a 0.1M.

La concentración de hidróxido de sodio es 0.10M.

Para realizar esta experiencia, se comienza verificando el correcto funcionamiento de una bureta, luego se llena con la solución de NaOH 0.1M y se deja caer un poco de dicha solución a un recipiente vacío para asegurarse de que no quede ninguna burbuja de aire en la punta de la bureta. Finalmente se llena la bureta hasta su aforo.

Para determinar la concentración de HCL, en un matraz Erlenmeyer de 250 mL se agregan 10 mL de HCL, utilizando una pipeta aforada con su propipeta. Se le añade unas gotas de fenolftaleína como el indicador que se ocupara.

Posteriormente se coloca el matraz de bajo de la bureta y se deja caer gota a gota el NaOH.

El matraz Erlenmeyer se debe agitar constantemente hasta que adquiera un color rosado pálido. Cuando la solución se coloca rosado pálido, se puede decir que la titulación ya finalizo. Este procedimiento se repite dos veces, puesto que se deben comparar los valores obtenidos.

Finalmente, se determina la concentración deseada midiendo la cantidad de NaOH ocupado en la bureta.

Resultados

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