EQUILIBRIO IONICO

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    31-Jan-2016
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informe numero 08

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1. RESUMEN

En esta experiencia a de laboratorio se estudiara los procesos de hidrolisis de algunas soluciones salinas por medio del pH utilizando diversos indicadores, como el azul de bromotimol, y el rojo de metilo, las cuales nos ayudaran a identificar si su pH es acido o bsico. Tambin buscaremos conocer el comportamiento de una solucin buffer cuando se le agrega cierta cantidad de cido o base, as como su preparacin en un laboratorio y compararemos usando la misma cantidad de solucin acida o bsica echndole al agua, verificando como al no ser solucin buffer hay un gran incremento en su pH.

2. INTRODUCCIN

El uso desustancias que resultan de la combinacin de cidos y bases, en la vida actual dirigida al desarrollo industrial y al uso y adquisicin de productos qumicos, es gracias a los estudiosrealizados en este sentido.

Desde quese estableci la Teora del Equilibrio Inico se han obtenido grandes avances en los procesos qumicos, dirigidos a la obtencin de productos que nosproporcionan comodidad y mejor calidad de vida.

En tal sentido, podemos mencionar lafabricacin de fertilizantes para el desarrollo de la agricultura, la obtencin de pigmentos, sales, productos del petrleo, fibra sinttica, vidrio a partir de sustancias conocidas como cidos y bases.

Algunos medicamentos como el cido ascorbico y la penicilina, son estables en medio cido, significando este conocimiento avances en el sentido de la salud.Algunos productos que encontramos en la vida diaria, podemos mencionar el vinagre, la cerveza para el rango de los cidos. En el rango de las bases tenemos los jabones, detergentes, antiacidos y en el mbito de las sales tenemos los fertilizantes, anticido y sal comn.

3. HISTORIA

Los equilibrios qumicos en los cuales algunas de las especies reaccionantes son iones, se llaman equilibrios inicos y tienen gran importancia en la Qumica Analtica. En esta seccin veremos los aspectos ms generales, pues el tratamiento de los distintos tipos de equilibrios inicos (de solubilidad, cido base, de formacin de complejos y de oxidacin-reduccin), los veremos en secciones especficas para los mismos.Cuando una sustancia en estado lquido o en solucin conduce la corriente elctrica se denominaelectrolito. Las sustancias que al solubilizarse forman iones que posibilitan la conduccin de la corriente elctrica son electrolitos. Las sustancias inicas son electrolitos, porque en agua se disocian en sus respectivos iones, pero tambin existen sustancias covalentes que al disolverse en agua forman iones (se ionizan).No todas las sustancias inicas son solubles en agua, si la interaccin electrosttica entre los iones de la red cristalina es mayor que la interaccin entre los iones y los dipolos del agua la sustancia ser poco soluble o insoluble. Es el caso de sales como AgCl, PbS y de muchos xidos de metales de transicin como el MnO2.

4. FUNDAMENTOS TEORICOSEL EQUILIBRIOINICOEsuntipoespecialdeequilibrioqumico,caracterizadoporlapresencia de especies qumicas en solucin acuosa, las cuales producen iones. Cuando una sustancia en estado lquido o en solucin conduce la corriente elctrica se denominaelectrolito. Las sustancias que al solubilizarse forman iones que posibilitan la conduccin de la corriente elctrica son electrolitos. Las sustancias inicas son electrolitos, porque en agua se disocian en sus respectivos iones, pero tambin existen sustancias covalentes que al disolverse en agua forman iones (se ionizan).Es fuerte: Esto significa que todo lo disuelto estar completamente ionizado.Es dbil: Lo disuelto presentar un equilibrio entre la molcula sin ionizar y los iones.Es soluble: Todo se encuentra disuelto.Es insoluble: Habr un equilibrio entre lo disuelto y un slido precipitado.Entonces para los electrolitos tenemos casos:a) Es fuerte y soluble: En solucin slo observaremos las especies inicas. Ejemplo el NaCl.b) Es dbil y soluble: En solucin observaremos la especie molecular en equilibrio con sus iones. Ejemplo el cido actico:c) Es fuerte e insoluble: Habr un slido en equilibrio con los iones en solucin. Ejemplo el AgCl. TIPOS DE ELECTROLITOSEn base a esto, se clasifica a los electrolitos en base a dos criterios:Comportamiento en solucin: electrolitos cidos, bsicos, y neutros Capacidad conductora: electrolitos fuertes, dbiles y no electrolitos AUTO IONIZACIN DEL AGUA Corresponde a la propiedad qumica del agua donde sta se auto separa en sus componentes inicos.El agua es un electrolito dbil, por lo que conduce la corriente elctrica en una fraccin pequesima, debido a que se encuentra poco disociada.H2O + H2O = H3O+ + OH-Al ser una reaccin reversible, podemos expresarla en funcin de una constante de equilibrio:Keq= [H3O+][OH-]Al ser el agua una especie pura, no se le considera en al expresin, por ende, la constante de equilibrio del agua queda expresada en funcin de la presencia de los dos iones formadosMediante procesos electroqumicos, se pudo comprobar que la constante de equilibrio de esta relacin tiene un valor de:

Kw=1*10-14La que se conoce como: Constante de auto ionizacin del agua.Se han hecho experimentos cuidadosos sobre la conductividad elctrica del agua, los cuales han demostrado que ella se ioniza slo ligeramente:

La constante de equilibrio de esta reaccin es:

SAL DE CIDO FUERTE Y BASE DBIL:Las disoluciones acuosas de sales que proceden de un cido fuerte y una base dbil tienen un pH ligeramente cido. Por ejemplo, el NH4Cl (s) en agua, se disocia completamente en: NH4Cl (s) = NH4+ (ac) + Cl- (ac)El ion NH4+, cido conjugado del NH3, sufre una hidrlisis. Como consecuencia de sta se obtiene H3O+, que confiere a la disolucin un carcter cido:

Como la concentracin del H2O permanece prcticamente constante, la constante de equilibrio, Ka o constante de hidrlisis, es:

SAL DE CIDO DBIL Y BASE FUERTE: Las disoluciones acuosas de sales que proceden de un cido dbil y una base fuerte tienen pH bsico. Por ejemplo, la disolucin de acetato de sodio en agua, se disocia completamente en: CH3 - COONa (s) = Na+ (ac) + CH3 - COO- (ac)El ion CH3-COO-, base conjugada del CH3-COOH, sufre una hidrlisis. Como consecuencia de sta se obtiene CH3-COOH e iones OH-, que confiere a la disolucin un carcter bsico:

Como la concentracin del H2O permanece prcticamente constante, la constante de equilibrio, Kb o constante de hidrlisis, es:

SAL DE CIDO Y BASES FUERTES: Las disoluciones acuosas de sales que proceden de un cido fuerte y una base fuerte tienen pH neutro. Por ejemplo, la disolucin de NaCl (s) en agua, se disocia completamente en: NaCl (s) = Na+ (ac) + Cl- (ac)Los iones Na+ y Cl- son, respectivamente, cido y base conjugados de la base fuerte NaOH y el cido fuerte HCl, por lo que en el agua tienen un comportamiento neutro y no se hidrolizan. DISOLUCIONES AMORTIGUADORAS:Se denomina disoluciones amortiguadoras o disoluciones tampn a aquellas que son capaces de mantener constante el valor del pH, despus de la adicin de pequeas cantidades de cido o de base.

5. Detalles Experimentales5.1 MATERIALES Y REACTIVOS:

Materiales:10 tubos de ensayo2vasos de 250mLProbeta de 50mLPipeta de 10mLBureta de 50mL2 matraces ErlenmeyerPapel indicador de pHFiola de 50mLReactivos:Azul de bromotimolFenolftalenaAnaranjado de metiloRojo de metiloSolucin de amoniaco 1M.Cloruro de amonio solidoCloruro de sodioAcetato de sodioSolucin de NaOH 0.1MSolucin buffer de KH2PO4Agua destilada

5.2 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

Hidrolisis de salesColocar en 8 tubos de ensayo, 5mL de agua potable para luego a 6 de estos tubos adicionarle una pequea cantidad de sal diferente en cada 2 tubos, se disuelve y se procede a separarlos en dos grupos y se le adiciona 2 gotas de rojo de metilo a un grupo y al otro, 2 gotas de azul de bromotimol

Dichas sales son: cloruro de sodio cloruro de amonio

acetato de sodio agua

EFECTO DEL ION COMUN: En un vaso precipitado se aadi 150ml H2O + 5 gotas de fenolftalena +3ml NH3(ac) ,1M .

Se verti 50 ml en cada matraz de Erlenmeyer y se aadi :

M1 + NH4Cl(s)

M2 + NaCl(s)

M3: Solucin ESTANDAR

SOLUCIN BUFFERPesamos 0,44 g de Na2HPO4 y 0,68 g KH2PO4.Luego disolvemos en un vaso de precipitadoscon H2O con un volumen menor a 50 mL. Despus de que se haya disuelto completamente lo traspasamos a una fiola y completamos los 50 mL.Na2HPO4

KH2PO4.

COMPORTAMIENTO DE UNA SAL BUFFERa) ANTE UNA BASE:-Colocamos en un matraz 20 mL de la solucin buffer + 3gotas azul de bromotimol. Observamos que la solucin toma una coloracin verde.Luego agregamos NaOH 0,1 M desde la bureta observamos que la solucin se torna de color azul. Vg = mL

-Colocamos en un matraz 20 mL de H2O y agregamos la misma cantidad de NaOH utilizado anteriormente ( mL).Utilizamos como indicador el ndigo carmn

b) ANTE UN ACIDOColocamos en un matraz 20 mL de la solucin buffer + 3gotas azul de bromotimol. Observamos que la solucin toma una coloracin verde.Luego agregamos desde la bureta HCl 0,1 M, observaremos que la solucin se torna amarillo.

Vg = 1.9 mL

-Colocamos en un matraz 20 mL de H2O y el mismo volumen de HCl gastado anteriormente (1.9 mL).Utilizamos como indicador rojo de metilo. La solucin se torno a un rojo grosella.

6. ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOSSOLUCIN BUFFERTambin conocidas como soluciones amortiguadoras, es una solucin acuosa de un cido dbil y su base conjugada en forma de sal, son llamados as ya que al agregarles un cido o una base su pH no cambia de manera drstica.-Comportamiento del buffer ante una base: Al agregar OH- a una solucin amortiguadora se neutraliza algo del cido dbil por lo que se convierte en la base conjugada-Comportami