CualitativoA-MarienBaranda: PRÁCTICA No. 4 DETERMINACIÓN DEL pH DE SUSTANCIAS POR MÉTODOS EXPERIMENTALES Y EMPLEANDO ECUACIONES MATEMÁTICAS.

PRÁCTICA No. 4
DETERMINACIÓN DEL pH DE SUSTANCIAS POR MÉTODOS EXPERIMENTALES Y EMPLEANDO ECUACIONES MATEMÁTICAS.

OBJETIVO:

Determinar el pH de soluciones ácidas y básicas o alcalinas, comparando el valor obtenido por un método directo (potenciometro o tiras de papel pH) contra el valor calculado por formulas, para confirmar la veracidad y utilidad de estas últimas. Así mismo, comprobar que a medida que una solución es más diluida, los valores de acidez y basicidad disminuyen.

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El pH es una medida de acidez o alcalinidad de una disolución; este indica la concentración de iones [H]⁺ presentes en determinadas disoluciones. La sigla significa: potencial hidrógeno o potencial de hidrogeniones.

MATERIALES: REACTIVOS:

-Matraz aforado de 100 ml -Agua destilada

-Vasos de precipitado -HCl

-Balanza granataria -NaOH

-Pipeta aforada de 10 ml -CH₃COOH

-Pipeta graduada de 5 ml -NH₄OH

-Pizeta -Tiras de papel pH

DATOS:

*HCl: DENSIDAD= 1 PUREZA= 38%

*NaOH: PUREZA= 100%

*NH₄OH: DENSIDAD= 1 PUREZA: 28%

-VALOR Kb:

Base débil: NH₄OH = 1.8x10^-5

-VALOR Ka:

Ácido débil: Ácido acético: 1.8x10^-5

TÉCNICA:

1.- En cada vaso de precipitado colocamos las etiquetas con las siguientes leyendas: "Ácido fuerte", "Ácido débil", "Base fuerte" y "Base débil".

2.- Realizamos los cálculos necesarios para preparar 100 ml de solución 0.1 Normal:

CÁLCULOS:

HCl: 0.1 N 100 ml Pureza: 38 %

Pe= 36.45 E= NxV gr= ExPe 100 ---38

E= 0.1x0.1 gr= 0.01x36.45 X------0.36

E= 0.01 gr= 0.36 X=0.94≈1 ml

NaOH: 0.1 N 100 ml Puro.

Pe= 39.98 E= NxV gr= ExPe

E= 0.1x0.1 gr= 0.01x39.98

E=0.01 gr= 0.39≈0.4 gr

NH₄OH: 0.1 N 100 ml Pureza: 28 %

Pe= 35 E= NxV gr= ExPe 100 ---28

E= 0.1x0.1 gr= 0.01x35 X------0.35

E= 0.01 gr= 0.35 X≈ 1.25 ml

3.- Colocamos 25 ml de cada solución con el siguiente orden:

HCl en el vaso con la etiqueta ácido fuerte.

Ácido acético en el vaso con la etiqueta ácido débil.

NaOH en el vaso con la etiqueta base fuerte.

NH₄OH en el vaso con la etiqueta base débil.

4.- Medición del pH:

	HCl	CH₃COOH	NaOH	NH₄OH
pH inicial	1	2.5	14	10

5.- Una vez obtenido el pH realizamos diluciones 1:10 y 1:100 con cada una de las soluciones.

6.- Medimos el pH de cada una de las diluciones y estos fueron los resultados:

pH	HCl	CH₃COOH	NaOH	NH₄OH
1:10	2	3	12	9
1:100	4	4	11	7

OBSERVACIONES:

A mayor dilución, el valor de pH se volvía menos extremos, esto a consecuencia de la concentración del soluto presente en la solución.

CÁLCULOS:

Estos fueron los resultados calculados teóricamente:

ÁCIDOS Y BASES FUERTES:

HCl

pH= -log [H+]

HCl: pH: -log [0.1]= 1 … el pH con la tira fue de 1, por lo tanto coincidimos.

HCl: pH: -log [0.01]= 2 …. el pH con la tira fue de 2, por lo tanto coincidimos.

HCl: pH: -log [0.001]= 3 …. El pH con la tira fue de 4, nos salió aproximado, esto debido a algún error al momento de diluir o de hacer las mediciones.

NaOH:

*Cuando se trata de una base, es necesario hacer una resta, ya que el valor que obtenemos con la fórmula es el pOH, por lo tanto: pH + pOH= 14

pOH: -log[OH]

pOH: -log[0.1]= 1

pH= 14-1= 13 … El pH que obtuvimos con la tira fue de 14, hubo aproximación.

pOH: -log[0.01]= 2

pH + pOH= 14

pH= 14-2= 12 … El pH que obtuvimos con la tira fue de 12, por lo tanto coincidimos.

pOH: -log[0.001]=3

pH + pOH= 14

pH= 14-3= 11 … El pH que obtuvimos con la tira fue de 11, por lo tanto coincidimos.

ÁCIDOS Y BASES DÉBILES:

Para acidos y bases débiles se emplean las siguientes ecuaciones:

[H+]= √Ka Ca

Donde Ka = constante de disociación del ácido y Ca = concentración de la base, expresada como normalidad.

[OH^-]= √Kb Cb

Donde Kb = constante de disociación de la base y Cb = concentración de la base, expresada como normalidad.

CH₃COOH:

*En el caso del ácido acético, es necesario despejar para obtener el valor de Ca.

[H+]= √Ka Ca

pH= -log [H⁺]

2.5÷-1 = -log÷-1 = [ -2.5= log [H⁺]] 10^-2.5=[ H⁺]

[H⁺]= 0.00316227

[[0.00316227] = √1.8x10^-5]²

[0.00316227]² = 1.8x10^-5

Ca= 0.00316227²÷ 1.8x10^-5 = 0.5555

Ca inicial= 0.5555

Ca 1ª dilución= 0.05555

Ca 2ª dilución= 0.005555

Una vez que tenemos los distintos valores de la concentración del ácido, sustituimos:

[H+]= √Ka Ca

[H+]= √1.8x10^-5 X 0.5555

= 3.16 E^-03

= -log [3.16 E^-03] = 2.5 …. el pH con la tira fue de 2.5, por lo tanto coincidimos.

[H+]= √1.8x10^-5 X 0.05555

= 9.9 E^-04

= -log [9.9 E^-04] = 3 …. el pH con la tira fue de 3, por lo tanto coincidimos.

[H+]= √1.8x10^-5 X 0.005555

= 3.16 E^-04

= -log [3.16 E^-04] = 3.5 …. el pH con la tira fue de 4, hubo aproximación.

NH₄OH:

* Cuando se trata de una base, es necesario hacer una resta, ya que el valor que obtenemos con la fórmula es el pOH, por lo tanto: pH + pOH= 14

[OH^-]= √Kb Cb

[OH^-]= √1.8E^-5 X 0.1

= 1.34 E^-03

= -log [1.34 E^-03] = 2.87

= 14 - 2.87= 11.1 …. el pH con la tira fue de 10, hubo aproximación.

[OH^-]= √1.8E^-5 X 0.01

= 4.24 E^-04

= -log [4.24 E^-04] = 3.37

= 14 – 3.37= 10.6 …. el pH con la tira fue de 9, hubo aproximación.

[OH^-]= √1.8E^-5 X 0.001

= 1.34 E^-03

= -log [1.34 E^-04] = 3.87

= 14 - 3.87= 10.1 …. el pH con la tira fue de 7, hubo aproximación.

CUESTIONARIO:

¿Qué es un potenciómetro?

Es un aparato o sensor utilizado para medir el pH este debe de calibrarse antes de usarse, ya que si no lo hacemos tendremos resultados erróneos. Normalmente el potenciómetro es mayormente usado que las tiras de papel pH, esto debido a su comodidad y rapidez.

Tipos de papel pH:

El papel tornasol rojo que cambia a un color azul con soluciones alcalinas.

El papel tornasol azul que cambia su color a rojo con soluciones ácidas.

¿Cómo se prepara un papel para identificar ácidos y bases caseros?

Con el repollo morado o mejor conocido como col morada, lo que sucede con este es una simple reacción ácido-base, es decir, cuando el jugo del repollo entra en contacto con ácidos, la estructura química del jugo de repollo adquiere una estructura y cuando el jugo del repollo entra en contacto con bases adquiere otra. Este es muy fácil de hacer y se necesitan cosas muy sencillas.

Define “electrolitos”

Sustancias que se disuelven y se disocian (capacidad de formar iones)

Valor de la constante de disociación del ácido acético y del hidróxido de amonio:

Ka= 1.8x10^-5

Kb= 1.8x10^-5

¿Cómo se comporta la acides y la basicidad de una disolución cuando se diluye?

Cada vez que las diluciones se diluyen más, el valor del pH se hará menor extremo; esto dependerá de si es ácido o base, si es ácido cada vez que se diluya el pH se volverá menos ácido. Por ejemplo, un pH inicial de 1 pero al ir diluyendo pasara a 2.

CONCLUSIÓN:

En este caso la concentración de OH y H es la normalidad, pero esto solo se cumple para ácidos y bases fuertes; en las débiles existe una constante (Ka,Kb).

Para concluir, tenemos una gráfica del rango del pH del HCl con la cual podemos comprobar que al ir bajando la concentración de HCl el valor de pH se vuelve menos ácido; gracias a las diluciones obtenemos un resultado más cercano a la zona de neutralidad (7), esto debido a que la escala no es lineal, sino logarítmica.

Un ácido o una base es fuerte cuando en disolución acuosa se encuentra totalmente disociado, mientras que es débil si el grado de disociación es pequeño.

Con esta práctica también logramos comprobar la validez de las ecuaciones matemáticas empleadas en el cálculo de valores de pH; al comparar estos resultados con los obtenidos con la tira de papel de pH notamos algunos valores diferentes, pero seguían siendo aproximados, esto debido a algún descuido o mala medición a la hora de diluir.

EVIDENCIAS:

BIBLIOGRAFIA:

https://es.scribd.com/doc/35046353/Acidez-Basicidad-y-pH
http://www.quimicayalgomas.com/quimica-general/acidos-y-bases-ph-2/
Manual: "Emplea tecnicas clasicas de analisis cuantitativo con base a normas"

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