Mystery Egg

OBJETIVOS GENERALES

Preparar soluciones amortiguadoras de un PH determinado

Observar el efecto amortiguador de las soluciones buffer al agregarles ácidos o bases.

FUNDAMENTO TEORICO

Generalmente, cuando a una disolución acuosa se le añade una cantidad de ácido o debase, su pH se ve alterado o modificado. Sin embargo, hay ciertas disoluciones en las que, a través de un sencillo mecanismo, se impide que el pH sufra algún tipo de cambio. Estas son las llamadas, disoluciones amortiguadoras, también conocidas comoreguladoras, a las que podemos definir como aquellas disoluciones que son capaces de mantener el pH prácticamente contante aunque la disolución cambie al añadir ácidos o bases.

Las disoluciones amortiguadoras tienen un papel importante, no sólo en los laboratorios, sino también en la naturaleza, pues en numerosos sistemas biológicos es sumamente importante mantener el pH constante.

Las disoluciones amortiguadoras contienen, en concentraciones generalmente elevadas, un ácido débil, y una sal soluble producida a través de disociación de la base conjugada del ácido; o también, una base débil y una sal soluble, la cual se disocia produciendo el ácido conjugado de dicha base.

Algunos ejemplos de disoluciones amortiguadoras son las que tienen lugar entre, CH3COOH y CH3COONa, H3PO4 y NaH2PO4, NH3 y NH4Cl, etc.

Cogeremos como ejemplo para explicar el comportamiento del sistema, a la disolución entre CH3COOH y CH3COONa.

La disolución contiene:

El acetato de sodio, CH3COONa, que se encuentra totalmente disociado debido a que es un electrolito fuerte.

CH3COONa (aq) → CH3COO^- (aq) + Na^+ (aq)

Un ácido débil, en este caso el CH3COOH, parcialmente ionizado.

CH3COOH (aq) + H2O (l) ↔ H3O^+ (aq) + CH3COO^- (aq)

La presencia del ion común, CH3COO^-, añadido por la sal disociada hace que el equilibrio se encuentre muy desplazado hacia la izquierda. Debido a ésto, el ácido, CH3COOH, prácticamente no está disociado, y la presencia de iones H3O^+, en la disolución es bastante escasa.

Si se añade una pequeña cantidad de ácido, aumentará la concentración de [H3O^+], desplazándose el equilibrio más aún hacia la izquierda, con la finalidad de disminuirla: la concentración de [H3O^+], casi no varía, por lo cual, el pH tampoco lo varía de modo notable.

En cambio, si se añade una pequeña cantidad de base, la concentración de [H3O^+] disminuirá, desplazando el equilibrio hacia la derecha para poder producir iones H3O^+, que neutralizarán a los iones OH^- que se encuentren presentes en la disolución, con lo que prácticamente tampoco variará el valor del pH.

Debido a que la sal se encuentra totalmente disociada y en cambio, el ácido apenas lo está, el valor del pH del sistema inicialmente, se puede deducir de la siguiente manera:

Ka= [CH3COO^-] . [H3O^+] / [CH3COOH] → [H3O^+]^= Ka [CH3COOH]/ [CH3COO^-] ≡ Ka . Ma/Mb →

→ pH = -log ( Ka. Ma/ Mb)

Donde Ma y Mb, hacen referencia respectivamente, a las concentraciones molares del ácido acético inicialmente, del CH3COOH, y del acetato sódico, CH3COONa.

Para un sistema amortiguador que esté formado por un ácido HA, y su respectiva base conjugada A^-, en general se cumple que:

[H3O^+] = Ka [HA] / [A^-] = Ka [Ácido] / [Sal]

Y para un sistema que está formado por una base B y su correspondiente ácido conjugado, BH^+, se cumple que:

[OH^-] = Kb [B] / [BH^+] = Kb [base]/ [Sal]

Hay que aclarar, que conocemos como efecto de ion común, al desplazamiento de un equilibrio, que ha sido provocado al añadir al sistema un compuesto que posee un ion idéntico que el de las sustancias presentes en dicho equilibrio. Este efecto es una aplicación del principio de Le Chatelier.

MATERIALES Y REACTIVOS

MATERIALES

Vaso de precipitado de 100ml

Balón volumétrico

Probeta

Erlenmeyer

Beaker

Papel tornasol

Probeta graduada de 50 ml

REACTIVO

Solución 0.1 M de NaOH

Solución 0.1 M de CH3COOH

Solución 0.1 M de CH3COONa

Solución 0.1 M de HCL

CARACTERISTICAS DE LOS REACTIVOS.

HIDROXIO DE SODIO NaOH

A temperatura ambiente, el hidróxido de sodio es un sólido blanco cristalino sin olor que absorbe humedad del aire. Es una sustancia manufacturada. Cuando se disuelve en agua o se neutraliza con un ácido libera una gran cantidad de calor que puede ser suficiente como para encender materiales combustibles. El hidróxido de sodio es muy corrosivo. Generalmente se usa en forma sólida o como una solución de 50%. Otro nombre común del hidróxido de sodio es soda cáustica.

El hidróxido de sodio se usa para fabricar jabones, rayón, papel, explosivos, tinturas y productos de petróleo. También se usa en el procesamiento de textiles de algodón, lavandería y blanqueado, revestimiento de óxidos, galvanoplastia y extracción electrolítica. Se encuentra comúnmente en limpiadores de desagües y hornos

ACIDO ACETATICO

Carbonilación del metanol

La mayor parte del ácido acético se produce por carbonilación del metanol. En este proceso, el metanol y el monóxido de carbono reaccionan para producir ácido acético, de acuerdo a la ecuación química:

El ácido acético, ácido metilencarboxílico o ácido etanoico, se puede encontrar en forma de ion acetato. Éste es un ácido que se encuentra en el vinagre, siendo el principal responsable de su sabor y olor agrios. Su fórmula es CH3-COOH (C2H4O2). De acuerdo con la IUPAC se denomina sistemáticamente ácido etanoico.

Fórmula química; el grupo carboxilo, que le confiere la acidez, está en azul

Es el segundo de los ácidos carboxílicos, después del ácido fórmico o metanoico, que sólo tiene un carbono, y antes delácido propanoico, que ya tiene una cadena de tres carbonos.

El punto de fusión es 16,6 °C y el punto de ebullición es 117,9 °C.

En disolución acuosa, el ácido acético puede perder el protón del grupo carboxilo para dar su base conjugada, el acetato. Su pKa es de 4,8 a 25 °C, lo cual significa, que al pH moderadamente ácido de 4,8, la mitad de sus moléculas se habrán desprendido del protón. Esto hace que sea un ácido débil y que, en concentraciones adecuadas, pueda formar disoluciones tampón con su base conjugada. La constante de disociación a 20 °C es Ka = 1,75•10-5.

ACIDO DE SODIO

CH3COOH; masa molecular: 60.03; punto de ebullición:118.0ºC; punto de fusión: 16.7ºC. Ácido orgánico monocarboxílico, liquido incoloro, con olor acre. El ácido acético puro (100%) constituye el ácido acético glacial soluble en alcohol, agua y éter. Se utiliza en la disolución de colorantes básicos y en el lavado antes del recurtido para retirar posibles manchas de cromo

OBSERVACIONES Y RESULTADOS

ECUACIONES MATEMATICAS

(CH3-COOH0.1 M)/(CH3-COOHNa 01.M)

CH3+H_2 O CH3-CH3-〖COO〗^- Na

CH3-COOH/CH3 - 〖COO〗^-

H^++ CH3-〖COO〗^- CH3- COOH

H^(- )+CH3-COOH H_2 O+CH3- 〖COO〗^-

1. 100 ml sol CH3-COOH 0.1 M

M=(moles de soluto)/(lt solucion)=lt solucionxM=moles soluto

=MXlt

Moles de solutos= Mxlt solución

100mlx1lt/100ml= 0.1 lt

M OLES DE SOLUTO= (0.1 mles sto)/(lt sol) x0.1 lt sol

=0.01M CH3-COOHNa

0.01M CH3-COOHNa x (82g CH3-COOH3Na )/(1 mol CH3-COOHNa ) =0.82 gr CH3-COOHNa

2. 100 sol CH3-COOH 01. M

0.1MOL CH3-COOH(60 gr CH3-COOH)/(1 M CH3COOH)

=0.6 gr CH3-COOH

d=m/v V x d= m v=m/d

v=(0.6 gr CH3-COOH)/(1.05 gr⁄m)=0.57 ml CH3-COOH

0.57 Mol CH3-COOH 96%

X 100%

X=(0.57Mol x 100%)/(46%)=0.59 ml CH3-COOH

100 ml sol CH3-COONa 0.1 0.82gr CH3COONa

100 ml sol CH3-COOH 0.59 ML CH3-COOHNa

100ml sol NaOH 0.1 M

M=n/(1 lt sol) n = M x 1 lt sol

N= 0.1g/ltx 0.1 lt

N=0.01 M – HCL

n=gr/pxm= nx p.m = gr gr= 0.01 Mol x 36.45 gr⁄mol= 0.36gr

d=m/v v=m/d = 0.36gr/(1.19 gr⁄ml)=0.30

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