5 INFORME-EQUILIBRIO IONICO

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    16-Feb-2015
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFacultad de Ingeniera Industrial y de Sistemas

EXPERIMENTO 5: PREPARACIN DE SOLUCIONES BSICAS (PATRONES ESTNDARES) FUNDAMENTO TEORICOEL EQUILIBRIO INICOEs un tipo especial de equilibrio qumico, caracterizado por la presencia de especies qumicas en solucin acuosa, las cuales producen iones.

La ionizacin del HCl gaseoso en agua tiene ahora otra interpretacin: el HCl transfiere un protnal agua dando origen al ion hidronio (H3O+) y al mismo tiempo el ion cloruro. Segn las definiciones de Bronsted y Lowry, el HCl es un cido porque cedi un protn y el agua es una base porque acept un protn.

La teora de Bronsted y Lowry se aplica tambin a las reacciones en medios diferentes al acuoso. En la reaccin representada a la izquierda el cloruro de hidrgeno gaseoso (cido) transfiere un protn al amoniaco (base) tambin en estado gaseoso. Equilibrio de cid os y bases dbiles: en las disoluciones de electrolitos fuertes, no existe el equilibrio, ya que la ionizacin es total. Pero para los cidos y las bases dbiles, existe equilibrio en solucin acuosa. Por lo tanto existe una constante de equilibrio que recibe el nombre de constante de acidez (Ka) y una constante de basicidad (Kb).

CIDOS Y BASESDos tipos de compuestos qumicos que presentan caractersticas opuestas. Los cidos tienen un sabor agrio, colorean de rojo el tornasol (tinte rosa que se obtiene de determinados lquenes) y reaccionan con ciertos metales desprendiendo hidrgeno. Las bases tienen sabor amargo,

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Colorean el tornasol de azul y tienen tacto jabonoso. Cuando se combina una disolucin acuosa de un cido con otra de una base, tiene lugar una reaccin de neutralizacin. Esta reaccin en la que, generalmente, se forman agua y sal, es muy rpida. As, el cido sulfrico y el hidrxido de sodio NaOH, producen agua y sulfato de sodio: H2SO4 + 2NaOH2H2O + Na2SO4

DIAGRAMA DE PROCESOSe toma 5 ml de NaOH 0.1M en un tubo de ensayo. La rotulamos como tubo N1

Se obtiene una solucin de concentracin 0.01M la rotulamos como tubo N 2.

Cogemos 0.5 ml del tubo anterior (0.1M) Agregamos 4.5 ml de agua destilada.Realizamos el mismo proceso para obtener soluciones de NaOH 0.001M y 0.0001M Los cuales rotulamos como tubo N3 y 4 respectivamente.

A la primera serie le agregamos 2 gotas de ndigo de carmn y a la segunda serie 5 gotas de amarillo de alizarina.

Estos 4 tubos los dividimos cada uno en dos partes aproximadamente iguales, entonces obtuvimos dos series de 4 tubos cada uno .

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DATOS EXPERIMENTALES[OH] del NaOH Aadiendo 2 gotas de ndigo carmn Aadiendo 2 gotas de amarillo de alizarina 0.1 M Verde Rojizo claro Azul Amarillo claro 0.01 M 0.001 M Azul claro Verde claro 0.0001 M Azul ms claro Verde ms claro

OBSERVACIONES Los diferentes colores de las soluciones, a pesar de usar el mismo indicador, indican las diferentes concentraciones.

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EXPERIMENTO N 6: DETERMINACIN DE LA CONCENTRACIN [OH] EN UNA SOLUCIN BSICA DESCONOCIDA. FUNDAMENTO TERICOINDICADORES ndigo carmnEl carmn de ndigo (denominado tambin indigotina) es un colorante sinttico de color azul empleado en la industria alimentaria con el cdigo E 132. Se produce de forma natural en la savia del arbusto indigofera tinctoria, aunque en la actualidad es producido de forma sinttica.2 Es la base del pigmento azul conocido como ndigo (cuyo contenido es del 90% de indigotina). Es empleado tambin como un indicador de pH que es azul a un pH de 11.4 virando a amarillo a los 13.0.3

Amarillo de alizarinaSe trata de la sal sdica del cido 2-hidroxi-5-[(3-nitrofenil)azo]benzoico. Es un polvo amarillo. Ligeramente soluble en agua fra; mas soluble en agua caliente. El indicador se prepara en forma de solucin acuosa al 0.1% de amarillo de alizarina y pasa del amarillo al violeta al pasar el pH de 10 a 12

PHSe trata de la sal sdica del cido 2-hidroxi-5-[(3-nitrofenil)azo]benzoico. Es un polvo amarillo. Ligeramente soluble en agua fra; mas soluble en agua caliente. El indicador se prepara en forma de solucin acuosa al 0.1% de amarillo de alizarina y pasa del amarillo al violeta al pasar el pH de 10 a 12

OBJETIVOS Observar el cambio de color de una solucin bsica y as calcular aproximadamente su PH.

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DIAGRAMA DE PROCESOS

Mida 5 ml de la sal bsica

Dividirla en dos partes

Solucin 1

Solucin2

Aadir 2 gotas de ndigo carmn

Aadir 5 gotas de amarillo de alizarina

Observar la coloracin

Analizar la concentracin del in hidrgeno H

CLCULOS Y RESULTADOSNaOH XM tubo 1 NaOH XM tubo 2 Color inicial Incoloro Indicador ndigo carmn amarillo de alizarina Color final verde Rojizo claro

En base al experimento N 1 se puede deducir que la concentracin de la sal bsica es de 0.1M.

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CONCLUSIONES Se concluye que los indicadores pueden generar cambios en el color de una reaccin y de esta manera es posible tener una idea de la concentracin de una solucin.

EXPERIMENTO 7: TITULACIN DE UNA BASE DBIL DE CONCENTRACIN DESCONOCIDA (NH4OH, XM) CON UN CIDO FUERTE (HCl) FUNDAMENTO TERICOFENOLFTALENAEs uno de los indicadores ms comunes. La forma cida de esta gran molcula es incolora y la forma de su base conjugada es rosa. Su punto final tiene lugar en solucin levemente bsica. El cambio de color de incoloro a rosado es notable a pH=8.2 y es completo a pH=10. La fenolftalena puede utilizarse para las titulaciones con un punto estequiomtrico cercano a pH=9, como una titulacin de un cido dbil con una base fuerte. Idealmente, los indicadores para titulaciones cido fuerte-base fuerte deberan tener puntos finales cercanos a pH=7; sin embargo en las titulaciones cido fuerte base fuerte, el pH cambia rpidamente sobre varias unidades, entonces tambin puede utilizarse la fenoftalena.

ANARANJADO DE METILONaranja de metilo es un colorante azoderivado, con cambio de color de rojo a naranja-amarillo entre pH 3,1 y 4,4. El nombre del compuesto qumico del indicador es sal sdica de cido sulfnico de 4-Dimetilaminoazobenceno. Se empez a usar como indicador qumico en 1878. En la actualidad se registran muchas aplicaciones desde preparaciones farmacuticas, colorante de teido al 5%, y determinante de la alcalinidad del fango en procedimientos petroleros. Tambin se aplica en citologa en conjunto con la solucin de Fuschin. Tambin es llamado heliantina.

OBJETIVOS Calcular la concentracin del NH4OH mediante una titulacin base dbil-cido fuerte usando como indicadores al anaranjado de metilo y fenolftalena.

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1.1. Agregar 10ml. de NH4OH XM

2. Agregar 20ml. de agua destilada 3. Agregar 2 gotas de anaranjado de metilo EN UN ERLENMEYER

2.

Llenar la bureta con HCl

Observar el cambio de color y anotar el volumen gastado Dejarlo caer lentamente al Erlenmeyer anterior y agitar

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Repetir la titulacin usando fenolftalena

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DATOS EXPERIMENTALESSolucin NH4OH Indicador Anaranjado de metilo Concentracin xM Titulante 5.7 ml. HCl 0.1M. Color Desde anaranjado claro a un color rojo transparente De un color violeta claro a incoloro

NH4OH

Fenolftalena

XM

4.3 ml. HCl 0.1M

*Con el anaranjado de metilo: #eq-gr NH4OH = #eq-gr HCl X(10ml) = 0.1M(5.7 ml) X=0.057M *Con fenolftalena: #eq-gr NH4OH = #eq-gr HCl X(10ml) = 0.1M (4.3 ml) X=0.043M

OBSERVACIONES Como sabemos que el HCl es un cido fuerte, deducimos que la solucin final ser cida, entonces el indicador ms adecuado para utilizar sera el anaranjado de metilo ya que su rango de viraje es de 3 a 4.5 (aprx) a diferencia de la fenolftalena (8.5 10) Decimos entonces que el clculo ms efectivo es el que se hizo utilizando el anaranjado de metilo.

CONCLUSIONES Con este experimento nos damos cuenta que importa el tipo de indicador que se usa para titular una solucin cida o bsica, en este caso bsica, ya que al tener en cuenta el pH de esta solucin usaremos el indicador adecuado para obtener un menor volumen gastado.

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RECOMENDACIONES Tener cuidado y fijarse bien en el momento donde se cierra la llave de la bureta para obtener un dato ms exacto sobre el volumen gastado. Es recomendable repetir el procedimiento 2 veces para estar ms seguros del resultado.

EXPERIMENTO 8: DETERMINACIN DEL PH EN REACCIONES DE HIDRLISIS FUNDAMENTO TERICOLA HIDRLISIS En la hidrlisis cido-base el agua se divide en el ion hidroxilo OH- y un protn H+ (el cual es inmediatamente hidratado para formar el ion hidronio H3O+). Esta reaccin sucede espontneamente en agua pura, y en el equilibrio la concentracin de iones hidronio en agua es [H3O+] = 1 107 M. Esta es tambin la concentracin d