informe 4 titulaciones (1) (1)

8/17/2019 Informe 4 Titulaciones (1) (1)

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Titulación Ácido-Base y Redox

DannaNataly Garzón Polania1* y Elkin Acosta Alarcón1**

[email protected]*, [email protected]**

1Uniersidad Nacional de !olo"#ia!arrera $% calle &' (ogot) D.!.

1. Resumen

En el presente inor"e se recolectan las practicas titulación )cido + #ase, titulación con potenció"etro y

titulación redo. Para el desarrollo de las pr)cticas no"#radas ue usado para la titulación de -!l y )cido

actico co"o indicador la enoltale/na, en el caso del )cido osórico no se utilizó ning0n indicador y se

lleó a ca#o la aloración a partir de la "edida del p-. En la titulación redo no u#o necesidad de

utilizar indicar ya 2ue el 3n45 es incoloro y el 3n6&7 presenta un color purpura en disolución. 8os

resultados o#tenidos en la titulación por indicadores de las concentraciones de -!l 9%,11'4:%,%%;1 3< y

)cido actico 9%,1;4$:%,%%14< tienen porcenta=es de error altos, "ediante la titulación con potenció"etro

se o#tuo una concentración para el -!l de %,%;>;:%,%%41 3 con un error del $%,'?, la concentración de

!-$!66- ue de %,%>:%,%%44 3 con un error del 1%,$? y la concentración de -$P6& ue de

%,14':%,%%4 3. 8a concentración de -464 ue de 1,1':%,%1 3 "uy cercana a la reportada por ela#ricante.

Palabras Clave: titulación, reacciones acido + #ase, "onoprótico, poliprótico, p-, p6-, redo.

2. Introducción

8as sustancias 2u/"icas pueden ser dierenciadas por su car)cter acido o #)sico, teniendo en cuenta 2ue

los )cidos son capaces de donar protones en solución y las #ases los aceptan. Bor")ndose as/ #ases y

)cidos con=ugados. 8as reacciones presentes en las titulaciones )cido + #ase sustentan su tcnica en las

reacciones de neutralización las cuales son una reacción de desplaza"iento do#le. El 6- 7 de la #ase se

co"#ina con el -5 del )cido or"ando agua, "ientras 2ue el catión de la #ase con el anión del )cido

or"an un co"puesto iónico. A2uellas titulaciones en las 2ue se cuenta con un )cido uerte y una #ase

uerte, se presenta una disociación co"pleta del )cido y la #ase en solución, "ientras 2ue a2uellas dondese alora un )cido d#il, el )cido no se disocia co"pleta"ente y por lo tanto es una reacción reersi#le la

cual alcanza un e2uili#rio. Este e2uili#rio se denota por la constante de acidez Ca 1.

El p- el cual es una escala unda"ental en el an)lisis de la titulación acido7#ase, es usado para encontrar

las concentraciones de los iones -$65 y 6-7 en las soluciones acuosas, por "edio del uso de las siguientes

unciones "ate")ticas 4F p- 7log -$65 y p6- 7log 6-74.

8a tcnica de titulación es usada en el an)lisis 2u/"ico cuantitatio, ya 2ue per"ite encontrar la cantidad

de una sustancia presente en una "uestra de "ateria de#ido a 2ue tiene co"o unda"ento el uso de

reacciones 2u/"icas 2ue a partir de la este2uio"etria eidencian la relación de "oles entre un reactio de

concentración conocida y la sustancia pro#le"a 1. Es as/ 2ue para llear a aca#ó este procedi"iento es

necesario el uso de un patrón pri"ario tal es el co"o el #italato de potasio 9C-! -&6&< usado paraalorar idróido de sodio 9Na6-


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de la pri"era y segunda deriada, de tal suerte 2ue se encuentra de "anera eacta los puntos de

e2uialencia.

Por otro lado la titulación redo se sustenta en las reacciones de óido 7 reducción, en las cuales

interienen agentes oidantes y agentes reductores los cuales aectan las cargas entre productos y

reactios. Por ello es co"0n el uso de agentes oidantes tales co"o el per"anganato de potasio el cual

sire a su ez de indicador por su color purpura, ya 2ue ca"#ia al esta#lecerse el punto de e2uialencia acolor rosa.

. !b"etivos

7 !o"prender el unda"ento y procedi"iento de las titulación acido + #ase y las redo su

i"portancia en el an)lisis 2u/"ico cuantitatio.7 !onocer el "ecanis"o de estandarización de #ases tales co"o Na6- y C3n6& con el uso de

patrones pri"arios co"o #italato de potasio y oalato de sodio.

7 6#tener la constante de e2uili#rio pCa.

7 Ieconocer la utilidad de la construcción de curas de titulación por "edio de la aplicación del

c)lculo "ate")tico de la pri"era y segunda deriada para o#tener los puntos de e2uialencia de

una titulación de )cidos polipróticos.

#. $ateriales y $%todos

8as practicas integradas so#re titulaciones consignadas en el presente inor"e se realizaron conor"e

a la gu/a de la#oratorio en tcnicas #)sicas con las correspondientes "odiicaciones, reerente a la

pr)ctica de titulaciones acido+ #ase y "edida del p- se co"#inó con la reerente al estudio

potencio"trico de una #e#ida de cola , de tal "anera 2ue ue "edido el p- de los siste"as acido +

#ase -!l + Na6- y !-$!66- y Na6-, y en ez de alorar la #e#ida de cola se tituló )cido

osórico y se realizó la correspondiente potencio"etr/a.

8a pr)ctica de titulación redo se realizó ta"#in la estandarización de C3n6 & con oalato de sodio

suponiendo 2ue se conta#a con un C3n6& %,%4& 3, por lo tanto se pesaron %,%;% 5J7 %,%%%1 deoalato de sodio para realizar la aloración. Para el an)lisis estad/stico se utilizo la prue#a K con una

conianza del >'? y n1$'.

&. Resultados y 'iscusión

'.1. 3uestra de c)lculos

5.1.1. Cálculo valoración de la disolución de NaOH usando patrón primario

KH C 8 H

4O

4 (ac)+ NaOH (ac)→KNaC 8 H 4O 4(ac)+ H 2O(l )

5.1.2. Cálculo valoración de HCl por indicadores

5.1.3. Cálculo valoración de CH 3COOH por indicadores

[ NaOH ]=(0,02099±0,0001 ) g BfK

( 1mol BfK

204,2 gBfK

)(1mol NaOH

1mol BfK

)( 1

10,500±0,075mL

)(1000mL

1 L

)=0,09790±0,00

HCl ]=5,900± 0,075 mL NaOH ac ( 1 L NaOH ac1000 mL NaOH ac )(0,09601 ± 0,00039 mol NaOH

1 L NaOH ac )( 1 molHCl

1mol NaOH )( 15,000± 0,022 m


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3

5.1.4. Cálculo valoración de HCl por potenciómetro

5.1.5. Cálculo valoración de CH 3COOH por potenciómetro

5.1.6. Cálculo puntos de equivalencia: seunda derivada

!itulación de H 3 "O4 # primera derivada. "untos: $6#4% # 11#5%& ' $6#63 #(11#6)&

pendiente=m=−11,68−11,506,63−6,40

=−100,78

intercepto=b= y−mx=11,50−(−100,78∗6,40 )=656,51

Ecuación= y=mx+b∴ y=−100,78 v+656.51∴d

2 pH

d v2 =−100,78 v+656.51

volumen de euivalencia cuando d

2 pH

d v2 =0 →−100,78 v+656.51=0

ve=−656.51−100.78

=6,51±0,11mL

5.1.*. Cálculo de la concentración de +cido ,os-órico $valoración con potenciómetro&.

5.1.). Cálculo estandariación de /0nO4

[CH 3 COOH ]=8,400 ± 0,075 mL NaOH ac( 1 L NaOH ac1000 mL NaOH ac )(0,09601± 0,00039 mol NaOH

1 L NaOH ac )( 1 mol HCl

1 mol NaOH )( 5,0

[ HCl ]=3,62±0,11mL NaOH ac( 1 L NaOH ac1000mL NaOH ac )(0,09601±0,00039mol NaOH

1 L NaOH ac )( 1mol HCl

1molNaOH )( 15,000±0,022m

[CH 3 COOH ]=4,67±0,11mL NaOH ac( 1 L NaOH ac1000mL NaOH ac )(0,09601±0,00039mol NaOH

1 L N aOH ac )( 1mol HCl

1mol NaOH )( 5,000±

2−¿+ H 2

O

−¿→ H!O4¿

−¿+OH ¿

H 2 !O4¿

2 KMnO4(ac)+5 H 2O2(ac)+3 H 2 "O4 (ac)→2 Mn"O4 (ac)+5O2 (g)+ K 2 "O4 (ac)+8 H 2O(l )

1 mol H 2

C 2

O4

2 mol KMnO4 1 1000 mL


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4

5.1.. Cálculo de la concentración de "eróido de Hidróeno

5.1.1%. Concentración molar real del H 2O2 # densidad del H 2O2 puro: 1#%1) m9$<

[ H 2 O2 ]=( 4 mL H 2O2100 mLd#ln )(1,018 g H

2O

2

1 mL H 2

O2

)( 1000 mLd#ln1 L d#ln )( 1 mol H

2O

2

34,02 g H 2

O2)=1,20 M

'.4. Iesultados y Discusión

'.4.1. !itulación +cido ,uerte(ase ,uerte# +cido d7il(ase -uerte con indicadores '

potenciómetro

8a disolución de idróido de sodio usada para la titulación de los distintos )cidos ue alorada con

#italato de potasio, un co"puesto 2ue por sus propiedades tales co"oF alto peso "olecular, esta#ilidad

2u/"ica, estado sólido, solu#ilidad en agua y alta pureza, lo acen idóneo para ser patrón pri"ario en la

estandarización de nuestro agente aloranteF la disolución de le=/a de sosa. !on el Na6- 9#ase uerte


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Gráfca 1. Curva de valoración HCl Gráfca 2. Curva de valoración CH3COOH

5

8a constante de acidez del )cido actico encontrada eperi"ental"ente pC a&,;% 9gr)ica 4< es "uy

parecida a la reportada en la literatura pC a&,& 9&< esta constante se encuentra en la zona de cura de

titulación donde se sa#e 2ue la concentración de la especie )cida 9!- $!66-< y su #ase con=ugada

9!-$!667< son iguales.

5.2.2. !itulación +cido d7il triprótico(ase ,uerte# sistema H3"O4(NaOH por potenciometr8a

8a Litulación del )cido osórico con la disolución de idróido de sodio est)ndar per"itió construir la

cura de titulación del siste"a -$P%&7Na6- 9gr)ico 4


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6

8a constante de acidez, para el pri"er y segundo e2uili#rio del )cido osórico, a"#as seHaladas en la

gr)ica $, son "uy si"ilares a las reportadas en la literatura, el pC a1 o#tenido ue de 4,4% y el reportado en

la literatura es de 4,14 9&< es decir 2ue ay una dierencia de $, ? y el pC a4 ,4% y el de la literatura ,41

a#iendo una dierencia de solo %,1& ?.

'.4.$. !itulación 9edo# sistema H2O2(/0nO4Para la estandarización de la disolución de per"anganato de potasio se usó co"o patrón pri"ario )cido

o)lico diidratado 9-4!46&.4-46& ? lo 2ue indica 2ue la

concentración de peróido de idrogeno reportada por el a#ricante es erdadera y 2ue el error se de#e al

"todo eperi"ental. Lodos los integrantes del la#oratorio reportaron las concentraciones de - 464 y

ta"#in la estandarización del C3N6&, estos datos est)n en la ta#la $. De#ido a 2ue algunos datos

reportados aecta#an la precisión, se decidió acer la prue#a K para recazo de datos La#la &, donde se

recazaron 4 datos 9Grupos & y 1,14 %,11$ Aceptado

11 1,%> %,4&$ Aceptado

14 1,1% %,4%% Aceptado

Rec9ao de 'atos: Prueba 8 6$n!#8 ;&0/ n#1= Ran5o %,%%4;

ru7o ?6$n!#@ 8cal Resultado

11 %,%1 %,$' Aceptado

ru7o

Conc. molA6$n!#

0rror Conc. molA,2!2

0rror

1 %,%1> 1,'1? 1,1 4,4?

2 %,%1>; &,4? 1,1' $,>&?

%,%1> 1,'1? 1,1' $,>&?

# 7 7 %,>' 4%,;?

& %,%1 %,&'? 1,1&; &,4?

%,%1 %,%>? 1,1' $,>&?

%,%1> 1,'1? 1,1 1,&$?

D %,%1> 1,'1? 1,%1$ 1',&?

; %,%1> 1,'1? 1,14 ;,&&?

1= %,%1 $,$? 1,1 1,&$?

11 %,%1 >,1? 1,%> ,>'?

12 %,%1' 1,1;? 1,1% ,11?

1 %,%1> 1,'1? 1,1' $,>&?


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7

?6$n!#@ ?,2!2@

Pro"edio %,%1> 1,1&

M %,%%1 %,%$

! $,'4? 4,;%?Error 7 &,&4?

Tabla &. En3lisis stadFstico


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De acuerdo a la ta#la ', se o#sera una #uena precisión en los datos grupales ya 2ue tanto la desiación

est)ndar co"o el coeiciente de ariación son pe2ueHos, la eactitud es #a=a solo del &,&4? lo 2ue indica

2ue el dato reportado por el a#ricante es acorde a los datos o#tenidos eperi"ental"ente.

. Conclusiones

7 3ediante la titulación con indicadores se o#tuo una concentración para el -!l de %,11'4:%,%%;13 con un error del 1',4?.O 8a concentración de !- $!66- ue de %,1;4$:%,%%14 3 con un

error del ;4,$?.

7 8os errores asociados a la concentración o#tenida tanto del )cido actico y del )cido clor/drico

de la titulación con indicadores pueden de#erse a 2ue eiste un error asociado en rango de ira=e

del indicador, ya 2ue se to"a el olu"en inal de titulación y no el olu"en de e2uialencia.

7 8a concentración por la titulación con potenció"etro para el -!l ue de %,%;>;:%,%%41 3 con un

error del $%,'?, la concentración de !- $!66- ue de %,%>:%,%%44 3 con un error del 1%,$?

y la concentración de -$P6& ue de %,14':%,%%4 3 con un error del '$,1?.

7 8as constantes de acidez del -$P6& tienen una eactitud alta ya 2ue co"parando los resultados

con los consignados teórica"ente el pC a1 dista $, ? del teórico y el pC a4 %,1& ?.

7 Me o#tuo una concentración pro"edio de -464 de 1,1& 3 cercana a la reportada por el

a#ricante, El error de &,&4 ? para la concentración o#tenida por "edio de la tcnica titulación

redo de la disolución de -464, puede de#erse a 2ue la reacción se co"pletó antes de 2ue se iera

el ca"#io de color del C3n6& o a errores eperi"entales.

. Biblio5ra4Fa

1Delgado, M. E., Mol/s, 8. N. y 3uHoz, O. 94%14

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