VALORACIÓN DE H2SO4 CON NaOH, DETERMINACIÓN DE LA ACIDEZ DE UN VINAGRE Y VALORACIÓN DE UN BLANQUEADOR COMERCIAL.

RESUMEN

Se evaluó una muestra incógnita de H2SO4 (número 1), ésta se diluyó con agua destilada; dicha evaluación se realizó mediante la valoración ácido-base, para lo cual, se utilizó NaOH y fenolftaleína como indicador, se obtuvo como resultado una concentración de 0,0974 mol/L de H2SO4. Así mismo, se utilizó una muestra incógnita que contenía un vinagre comercial (número 1), se diluyó con agua destilada, se valoró con NaOH y se utilizó fenolftaleína como indicador. A partir del volumen consumido de NaOH y su concentración se calculó los miligramos de ácido acético presentes en el vinagre, lo cuales fueron de 769,5706 mg. Por último, Se llevó a cabo una valoración REDOX para medir la concentración de “cloro disponible” en una muestra incógnita (número 1) de un blanqueador comercial que contenía hipoclorito, y se diluyó con agua destilada hervida, se le agregó yoduro de potasio y se tituló con tiosulfato de sodio, se utilizó almidón como indicador. A partir del volumen de tiosulfato de sodio consumido en la valoración, se calculó los gramos de cloro presentes en la muestra, la cual fue de 7,64 g/LCl2.

INTRODUCCIÓN

Los métodos volumétricos de análisis se basan en la medida de volumen de un reactivo de concentración conocida que es consumido por el analito. Dichos métodos volumétricos tienen en común que son valoraciones basadas en diferentes tipos reacciones químicas; dentro de estas se encuentra la reacción ácido-base y óxido-reducción (Skoog et al., 2002).

Respecto a la técnica de valoración o titulación ácido-base, esta consiste en la determinación de la concentración de un ácido o una base, mediante la adición gradual de un volumen exactamente medido de base o de ácido de concentración conocida (disolución patrón o estándar). La sustancia cuya concentración se conoce se denomina valorante. Una reacción ácido-base termina cuando ocurre una completa neutralización o hasta que la reacción química entre las dos disoluciones se complete. En este punto llamado punto de equivalencia los moles de la base reaccionan completamente con los moles del ácido (Harris, 2003).

Un método para visualizar la finalización de la reacción es mediante el uso de indicadores ácido-base que son sustancias que presentan color diferente en medios ácido y básico. Por ello, se puede seguir el desarrollo de una titulación a través del cambio de color de un indicador. La fenolftaleína es uno de los indicadores más utilizados, que en medio ácido o neutro es incoloro, pero adquiere un color rosa intenso en disoluciones básicas (Gray y Haight, 2003).

Dentro de los usos que se le da a esta técnica está la industria alimentaria, donde es utilizada para determinar la concentración de ciertos ácidos presentes en alimentos, como: ácido ascórbico (vitamina C) y ácido cítrico presente en jugos de frutas, ácido bórico en bebidas carbonatadas. En la industria farmaceuta, esta reacción es utilizada para conocer el porcentaje presente de ácido acetilsalicílico (aspirina) y ácido bórico (antiséptico) en medicamentos. También, es utilizada para el control analítico de muchos productos comerciales, en análisis de alcalinidad y de nitrógeno orgánico (Riaño, 2003).

Además, esta técnica es utilizada ampliamente en la determinación de la concentración de ácido acético en vinagre comercial. El vinagre es un producto obtenido por la oxidación del etanol contenido en bebidas alcohólicas de baja graduación gracias a la acción de unos microorganismos conocidos de forma genérica como bacterias acéticas. Puede caracterizarse como una disolución acuosa que contiene diferentes ácidos orgánicos (principalmente ácido acético) además de otros componentes como sulfatos, cloruros, dióxido de azufre, etc. Un índice de la calidad de un vinagre es la denominada acidez total (o grado acético) que es la cantidad total de ácidos que contiene el vinagre expresada como gramos de ácido acético por 100 ml de vinagre (Clavijo, 2002).

Por su parte, la reacción redox, presenta como característica principal la transferencia o intercambio de electrones. Así mismo, la valoración redox, esta se basa en la reacción de oxidación-reducción entre el analito y el valorante. Los analitos reductores se titulan con una solución de un reactivo oxidante de concentración conocida; los roles se invierten en el caso de analitos oxidantes (Skoog et al., 2002).

Dentro de los usos o importancia que tiene la reacción redox están:

 Combustión (papel, madera, combustibles fósiles, etc.).

 Respiración celular.

 Oxidación de radicales libres y envejecimiento celular.

 Obtención de elementos químicos.

 Acción de blanqueadores en la ropa.

 Acción de los conservantes en la industria alimentaria.

 Funcionamiento de baterías y pilas.

 Corrosión de metales.

Respecto, a los blanqueadores comerciales, se puede emplear valoraciones redox con el fin de conocer el contenido en su principio activo. Este producto basa sus propiedades en las características oxidantes de su componente principal, ya que se trata de una disolución de hipoclorito que libera cloro en el medio. La cantidad de cloro liberada al acidificar una disolución de hipoclorito se denomina cloro activo. Las características oxidantes de este producto le hacen poseer propiedades blanqueantes y desinfectantes (Harris, 2003).

El método analítico en el que se basa la determinación de hipoclorito se denomina yodometría. Ésta consiste en tratar al hipoclorito con un exceso de yoduro potásico, formándose yodo; este yodo se determina mediante retroceso con una solución patrón de tiosulfato sódico, utilizando almidón como indicador (Skoog et al., 2002). Dentro de los usos de la yodometría está el control de calidad de productos farmacéuticos, en la industria alimentaria para determinar cantidades de vitaminas, como la vitamina C (Gray y Haight, 2003).

En estos experimentos los objetivos fueron:

 Determinar la composición de una disolución de ácido sulfúrico por medio de la valoración con hidróxido de sodio.

 Determinar la concentración del ácido acético contenido en una muestra de vinagre comercial mediante una titulación acido-base en medio acuoso.

 Realizar el análisis cuantitativo de un blanqueador comercial por medio de la valoración REDOX.

SECCIÓN EXPERIMENTAL

Se siguió el procedimiento descrito en el “Manual de Experimentos de Laboratorio para Química I y II” de la Universidad Estatal a Distancia. No obstante, se realizaron los siguientes cambios. En la determinación de la acidez de un vinagre: se utilizó 10 mL de la muestra diluida. En la valoración de un blanqueador comercial: el matriz aforado utilizado fue de 100 mL, se utilizó 25 mL de la muestra diluida, 1 g de yoduro de potasio, de agua destilada se utilizó 12,5 mL y 5 mL de ácido sulfúrico.

RESULTADOS

Con los resultados obtenidos en el laboratorio, se realizaron los siguientes cálculos.

Valoración de H2SO4 con NaOH

La reacción de la valoración es la siguiente:

H2SO42- + 2NaOH NaSO4 + 2H2O

La concentración de la muestra en disolución de ácido sulfúrico se calcula a partir de dicha ecuación:

H2SO4 = 1

n NaOH 2

n H2SO4 = 1 n NaOH

2

(V x Cn) H2SO4 = 1 (V x Cn) NaOH

2

Cn H2SO4 = Cn NaOH x V NaOH

2 x V H2SO4

Cn1 H2SO4 = 0,1065 mol/L x 18,20 mL = 0,0969 mol/L

2 x 10 mL

Cn2 H2SO4 = 0,1065 mol/L x 18,35 mL = 0,0971 mol/L

2 x 10 mL

Cn2 H2SO4 = 0,1065 mol/L x 18,35 mL = 0,0971 mol/L

2 x 10 mL

Con base en los resultados de la concentración de las tres réplicas de ácido sulfúrico, se obtuvo las medidas de tendencia central que se presentan en el cuadro 1.

Cuadro I. Valoración de ácido sulfúrico con hidróxido de sodio 0,1065 mol/L.

Réplica Cn H2SO4 (mol/L)

1 0,0969

2 0,0977

3 0,0977

Promedio 0,0974

Rango 0,0008

Desviación media 0,0004

Desviación estándar 0,000462

Coeficiente de variación 0,004740

Intervalo de confianza 0,00052279

d/X (ppmil) 0,4

Determinación de la acidez de un vinagre

La reacción de la valoración es la siguiente:

H3C-COOH + NaOH H3C-COONa + H2O

La masa de la incógnita se calcula a partir de la siguiente ecuación:

n NaOH = n H3C-COOH

(V x Cn) NaOH = m (H3C-COOH)

M (H3C-COOH)

m (H3C-COOH) = (V x Cn) NaOH x M (H3C-COOH) x 1000 mg/g x f.d.

m1 (H3C-COOH) = 0,02960 L x 0,1065 mol/L x 60,5 g/mol x 1000 mg/g x 4 = 757,2065 mg

m2 (H3C-COOH) = 0,03040 L x 0,1065 mol/L x 60,5 g/mol x 1000 mg/g x 4 = 777,6710 mg

m3 (H3C-COOH) = 0,03025 L x 0,1065 mol/L x 60,5 g/mol x 1000 mg/g x 4 = 757,2065 mg

Con base en los resultados de la masa de las tres réplicas de un vinagre comercial, se obtuvo las medidas de tendencia central que se presentan en el cuadro 2.

Cuadro II. Determinación de los mg de ácido acético en la incógnita número 1 con NaOH 0,01065mol/L.

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