Practico numero 3 Disoluciones amortiguadoras y sales

Practico numero 3

Disoluciones amortiguadoras y sales

1. Objetivos

1. Preparar disoluciones amortiguadoras a diferentes pH
2. Determinar el efecto de un ácido en una disolución amortiguadora
3. Determinar el efecto de la dilución en una disolución amortiguadora
4. Determinar el efecto de una base fuerte en una disolución amortiguadora
5. Apreciar el fenómeno de hidrolisis y su relación con la disociación de ácidos y bases

1. Resultados

Tabla 1, Resultados experimentales del primer amortiguador

Tabla 2, Resultados experimentales del segundo amortiguador

Tabla 3, Resultados experimentales del tercer amortiguador

Tabla 4, Resultados experimentales de sal asignada

1. Cálculos

Cálculos de pH teórico del primer amortiguador:

Disolución 25mL H3PO4 0,1M

   [pic 1][pic 2][pic 3]

[pic 4]

  [pic 5][pic 6][pic 7]

[pic 8]

  [pic 9][pic 10][pic 11]

[pic 12]

  [pic 13]

Balance de masa:

[pic 14]

Balance de Carga:

[pic 15]

Ecuación:

[pic 16]

[pic 17]

[pic 18]

Aproximaciones

1. [pic 19]
2. [pic 20]

1. [pic 21]

[pic 22]

[pic 23]

1. [pic 24]

[pic 25]

[pic 26]

1. [pic 27]

Efectos de las aproximaciones:

[pic 28]

[pic 29]

[pic 30]

Comprobación de aproximaciones:

1ra  [pic 31]

[pic 32]

[pic 33]

Se cumple la aproximación del agua

3ra  [pic 34]

[pic 35]

[pic 36]

Falla la aproximación de la disociación

Por lo tanto, se vuelve a la ecuación:

[pic 37]

Calculando

[pic 38]

[pic 39]

Disolución 25mL H3PO4 0,1M + 15mL NaH2PO4 0,1M

[pic 40]

   [pic 41][pic 42][pic 43]

[pic 44]

  [pic 45][pic 46][pic 47]

[pic 48]

  [pic 49][pic 50][pic 51]

[pic 52]

  [pic 53]

El Balance de masa es el mismo del caso anterior a diferencia de las siguientes ecuaciones:

[pic 54]

[pic 55]

Balance de carga:

[pic 56]

Balance protónico:

[pic 57]

Aproximaciones

[pic 58]

[pic 59]

Por lo tanto

[pic 60]

Reemplazando esta igualdad en la segunda ecuación en la segunda ecuación de balance de masa

[pic 61]

Por otro lado, se tiene que:

[pic 62]

Reordenando:

[pic 63]

Aplicando la función p=-log () a ambos lados:

[pic 64]

Reemplazando con los valores:

[pic 65]

[pic 66]

Como [pic 67]

El buffer se mantiene y el cálculo es valido

Disolución 25mL H3PO4 0,1M + 15mL NaH2PO4 0,1M + 5mL HCl 0,1M

[pic 68]

[pic 69]

   [pic 70][pic 71][pic 72]

[pic 73]

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[pic 77]

  [pic 78][pic 79][pic 80]

[pic 81]

  [pic 82]

El Balance de masa es el mismo del caso anterior a diferencia de las siguientes ecuaciones:

[pic 83]

Balance de carga:

[pic 84]

Balance protónico:

[pic 85]

Viendo el efecto de la adición de HCl en el buffer anterior

[pic 86]

[pic 87]

[pic 88]

Cálculos de pH teórico del segundo amortiguador:

[pic 89]

[pic 90]

  [pic 91][pic 92][pic 93]

   [pic 94][pic 95][pic 96]

[pic 97]

  [pic 98][pic 99][pic 100]

[pic 101]

  [pic 102]

Balance de masa:

[pic 103]

[pic 104]

Balance de Carga:

[pic 105]

Balance protónico

[pic 106]

Aproximaciones

[pic 107]

[pic 108]

[pic 109]

[pic 110]

[pic 111]

[pic 112]

25mL NaH2PO4 0,1M + 15mL Na2HPO4 0,1M

Este caso es análogo al caso del buffer en el primer amortiguador, sin embargo, el par acido base conjugada de este buffer se ve representado por la pKa2, por lo que utilizando la ecuación de Henderson con pKa2

[pic 113]

[pic 114]

25mL NaH2PO4 0,1M + 15mL Na2HPO4 0,1M + 15mL agua destilada

Dado que el pH del buffer calculado anteriormente es casi 7 añadir agua no debería tener efecto sobre el pH, manteniéndolo constante en 6,97. Se podría esperar que quizás incremente ligeramente, pues el agua funcionaria como base frente al anfolito.

Amortiguador 3

25mL NaH2PO4 0,1M

De manera similar a como se calculo anteriormente se repite el calculo para llegar al mismo valor

[pic 115]

25mL NaH2PO4 0,1M + 15mL NaOH 0,1M

El NaH2PO4 y el NaOH generan una reacción de neutralización que se detalla en la siguiente tabla

Luego los elementos que quedan forman un buffer con el siguiente pH

pH=pKa2 + [pic 117]

reemplazando valores:

[pic 118]

Calculando:

[pic 119]

...