TITULACION DE MEZCLAS DE H3PO4 Y DETERMINACION DE K1

INDICE

PÁG.

- OBJETIVOS ………………………………. …………………………....................2

- FUNDAMENTO TEÓRICO ………………………………………………..…... 2-3

- TRATAMIENTO DE DATOS…………………………………………………….3-9

- CUADRO DE DATOS ......................................................................................5

- TRATAMIENTO Y DISCUSIÓN RESULTADOS ….....…………….….......10-12

- CONCLUSIONES Y COMENTARIOS ………………………….….…….. 12-13

- BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………………….13

TITULACION DE MEZCLAS DE H3PO4 Y DETERMINACION DE K1,K2 Y K3

I. OBJETIVOS

a) Titular potenciométrica de H3PO4 puro y en presencia de HCl o NaH2PO4, inmediatamente después de cada adición de titulante se medirá el pH, aprendiendo de ésta formas el manejo correcto de los instrumentos llamados potenciómetros.

b) Determinación de las constantes K1,K2 Y K3 del H3PO4 puro.

II. FUNDAMENTO TEORICO.

• Titulaciones potenciométricas

Una titulación potenciométrica, esto es, una titulación de punto final ponteciométrico, se basa en la medición del voltaje de una celda formada por dos semiceldas, una de las cuales contiene la solución por titular. Este voltaje de celda se mide sin que pase una corriente apreciable a través de ella. La medición del voltaje de celda permite estudiar el curso de la titulación y detectar el punto final. El potencial de la semicelda que contiene la solución titulada debe estar relacionado con la concentración de una de las especies que interviene en la reacción de titulación. Esta semicelda consiste simplemente de un alambre de platino, plata u otro metal adecuado (electrodo indicador) sumergido en la solución. Cuando se estudian las variaciones de pH se usa un electrodo de vidrio y un medidor de pH. La segunda semicelda consiste generalmente de un electrodo de calomel saturado ( ECS ) o de cloruro de plata-plata, conectado a la solución titulada por medio de un puente salino. El potencial de este electrodo de “referencia” es constante y se conoce con exactitud; por consiguiente, es posible calcular el potencial del electrodo indicador en cualquier punto de la titulación, partiendo del voltaje de celda medido. Para la localización del punto final, solamente es necesario detectar las variaciones (esto es, las diferencias) de potencial (véase el siguiente párrafo), y éstas son idénticas a los correspondientes cambios de voltaje de celda, pues el electrodo de referencia tiene un potencial constante. La rápida variación de potencial (o de voltaje) en la región del punto final de una titulación se conoce como "salto" o "transición" de voltaje o potencial.

• Acidos Polipróticos

La solución de un ácido hipotético H2B en realidad contiene dos ácidos, H2B y HB-. Las reacciones de disociación y las constantes de equilibrio son:

H2B + H2O  H3O+ + HB-

HB- + H2O  H3O+ + B2-

Las reacciones de disociación y las constantes de equilibrio de las bases conjugadas B2- y HB- son:

B2- + H2O  HB- + OH-

HB- + H2O  H2B + OH-

Nótese la reacción que existe entre las constantes del ácido y de la base:

Ka1 x Kb2 = Kw y Ka2 x Kb1 = Kw

• Titulación de ácidos polipróticos

Con frecuencia los valores sucesivos de Ka de un ácido poliprótico difieren en orden de magnitud. Por ejemplo, los valores de Ka1, Ka2 y Ka3 del H3PO4 son 7.5x10-3, 6.2x10-8 y 4.8x10-13. Cuando se adiciona NaOH a una solución de H3PO4, los tres ácidos, H3PO4, H2PO-4 y HPO2-4, reaccionan con la base en cierta proporción, pero la mayor parte de la base que se agregó inicialmente reaccionan con el ácido más fuerte, el H3PO4.En general, si la razón entre dos Ka sucesivas es de 104 o mayor, el pH de la solución durante la titulación se pude aproximar satisfactoriamente ignorando la reacción del ácido más débil. El problema entonces se reduce al de la titulación de un ácido monoprótico.

Examinamos el caso del ácido hipotéticoH2B y supongamos que los valores de Ka1 y Ka2 son 1.0x10-3 y 1.0x10-7, respectivamente. Entonces la razón Ka1/Ka2 = 104. Cuando se adiciona una base a la solución de H2B, el pH hasta el primer punto de equivalencia se puede calcular a partir de la educación del Henderson – Hasselbach,

Una vez que todo el H2B se ha convertido en HB-, el problema se transforma sencillamente en la titulación de otro ácido monoprótico, HB-. De nuevo podemos calcular el pH hasta el segundo punto de equivalencia a partir de la relación

En esta titulación surge una situación que nogjjyiiyi encontramos en la titulación de un ácido monoprótico. En el primer punto de equivalencia durante la titulación de H2B2.

H2B + OH-  HB- + H2O

la especie principal que se encuentra en la solución es la sal NaHB. El ión HB- no sólo es una base que reacciona como sigue:

HB- + H2O  H2B + OH- Kb2 = KW/Ka1

sino también es un ácido y reacciona como sigue:

HB- + H2O  H3O+ + B2- Kb2

Por esto el cálculo del pH no es tan sencillo como en el caso de un ácido monoprótico como el HOAc, en donde la sal que se produce en el punto de equivalencia, OAc-, es sólo una base.

III. TRATAMIENTO DE DATOS

1. Estandarización

Determinamos una cantidad de Ftalato ácido de potasio (C6H5O4K) y se procedió a realizar la titulación con NaOH.Los resultados obtenidos experimentalmente se presentan en la siguiente tabla:

WFtalato (g) V.NaOH (ml)

0.501 24.50

0.506 24.21

0.500 25.40

Se sabe que en el punto de equivalencia de las titulaciones con Ftalato ácido:

#Equivalente Ftalato de K = # Equivalente NaOH

Entonces: W Ftalato = NNaOH . VNaOH

PE Ftalato

NNaOH = W Ftalato.  Ftalato

VNaOH. M Ftalato

Donde:  Ftalato = 1 ,

...