PRCTICA DE LABORATORIO N8-QU-142-UNSCH
UNIVESIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGAFACULTAD DE
INGENIERA QUMICA Y METALURGIADepartamento Acadmico de Ingeniera
Qumica ESCUELA DE FORMACIN PROFESIONAL DE INGENIERA QUMICA
Laboratorio de Qumica BASIGNATURA: QU-142 QUMICA IIPRCTICA N
9EQUILIBRIO INICO (pH, pOH Y SOLUCIONES REGULADORAS)PROFESOR DE
TEORIA: Ing. VARGAS CAMARENA, MauroPROFESOR DE PRCTICA: Ing. VARGAS
CAMARENA, MauroALUMNO: PREZ HUALLPA, Roel P.DIA DE PRCTICAS: Martes
HORA: 7-10 am MESA: CFECHA DE EJECUCIN: 26 de Julio FECHA DE
ENTREGA: 31 de Julio
AYACUCHO PER2012EQUILIBRIO INICO(pH, pOH Y SOLUCIONES
REGULADORAS)I. OBJETIVOS: Preparar soluciones reguladoras de pH
conocido utilizando soluciones acuosas de cidos y bases dbiles y su
correspondiente sal. Construir la curva de valoracin de un cido y
una base y determinar el punto de equivalencia y pH de reacciones
de neutralizacin, mediante el uso del medidor de pH. Preparar
soluciones reguladoras de pH conocido utilizando soluciones acuosas
de cidos y bases dbiles y su correspondiente sal. Determinar el
valor del pH de las soluciones amortiguadoras utilizandopapel de
indicador universalde pH,indicadorcido-base y el peachmetro y la
variacin del pH en soluciones amortiguadoras al agregarle pequeas
cantidades decidoso bases fuertes y la variacin de temperatura.
II. REVISIN BIBLIOGRFICAEl potencial de hidrogeno (pH) se
utiliza para expresar las concentraciones muy bajas del ion
hidrogeno (H+) en solucin acuosa.pH = -log [H+]El equilibrio inico
estudia en forma analtica (cualitativa y cuantitativa) la
disociacin o ionizacin parcial de un electrolito dbil (cidos bases
dbiles, sales hidrolizables y sales poco solubles en agua9 en
solucin acuosa, encontrndose en dicho equilibrio la presencia de
iones (producto de la disociacin) y molculas o unidades formula no
disociadas del electrolito.Una solucin buffer o tampn o
amortiguadora es una mezcla de un cido dbil y una base dbil, la
cual se puede obtener mezclando un cido dbil con una de sus sales
correspondientes, tampn cido, puesto que el anin del cido es una
base dbil. El cido dbil reacciona con cual quien cantidad de OH-
agregado, mientras que el papel de la base dbil es consumir el H+
que pueda haberse introducido. Esto impide que se perturbe en mayor
grado el equilibrio:H2O H+ + OH-Y del cual dependa el pH mayor de
la solucin.El efecto amortiguador de estas soluciones se presenta
cuando se les agrega pequeas cantidades de cidos fuertes o bases
fuertes. Esta reaccin puede determinarse fcilmente sobre la base
del equilibrio que predomina en el sistema aplicando el teorema de
Chatelier y teniendo en cuenta que siempre que un cido esta en
presencia de dos bases reacciona con aquella que produzca la
sustancia ms estable o que posee la menor constante de disociacin y
lo mismo puede decirse si se trata de una base en presencia de dos
cidos.Existen soluciones que pueden resistir en un amplio rango los
cambios de pH cuando se le agregan cidos y bases. Estas soluciones
son llamadas reguladora amortiguadora, tampn o buffer. Tienen
tambin importancia en la regulacin del pH de la sangre.Una solucin
reguladora requiere dos componentes. Uno de ellos debe ser capaz de
neutralizar las bases y el otro los cidos. Para esto, la solucin
reguladora est formada por:a) mezcla de un cido dbil y la base
conjugadab) mezcla de una base dbil y el cido conjugadoEjemplo: se
puede preparar un Buffer mezclando en medio acuoso cido actico
(CH3COOH)y acetato de sodio (CH3COONa), sal que contiene la base
conjugada CH3COO-. Del mismo modo, se puede obtener una solucin
reguladora mezclando en partes iguales amoniaco (NH3) y cloruro de
amonio (NH4Cl).Ejemplo 1:CH3COOH + H2O H3O+ CH3COO-
CH3COONa CH3COO- + Na+III. MATERIALES, EQUIPOS E INSTRUMENTOS DE
LABORATORIO Y REACTIVOS QUMICOS UTILIZADOS. Tubos de ensayo Bureta
graduada de 25 mL (4) Pinza para bureta Balanza electrnica, 0,01 g
de precisin Vaso de precipitado de 250 mL Pipeta graduada de 5 mL
Probeta graduada de 100 mL Bombilla de goma Fiola de 500 mL
Gradilla para tubos Papel indicador universal Fiola de 1 L Medidor
de pH Luna de reloj Piseta
2
Reactivos qumicos HCl concentrado CH3COOH concentrado NH4OH
concentrado NaOH en cristales Ftalata acido de potasio en cristales
NaCH3COO solido NH4Cl solido Na2CO3
Indicadores Rojo de metilo Anaranjado de metilo Azul bromotimol
Fenolftalena
IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL1. Coloracin caractersticas de
algunos indicadores en medio acido, bsico y neutro Primeramente
enumeramos los tres tubos de ensayo limpios y colocamos en cada
tubo aproximadamente 1 mL de HCl 0,1 M, 1 mL de NaOH 0,1 M y 1 mL
de agua destilada. Luego agregamos una gota de indicador anaranjado
de metilo a los tubos 1, 2 y 3. Anotamos las coloraciones que
observamos en las soluciones de cada tubo. Luego agregamos una gota
de indicador rojo de metilo a los tubos 1,2 y 3. Anotamos las
coloraciones que observamos en las soluciones de cada tubo. Luego
agregamos una gota de indicador azul bromotimol a los tubos 1, 2 y
3. Anotamos las coloraciones que observamos en las soluciones de
cada tubo. Luego agregamos una gota de indicador fenolftalena a los
tubos 1, 2 y 3. Anotamos las coloraciones que observamos en las
soluciones de cada tubo.2. Determinacin del punto de equivalencia y
pH de una reaccin de neutralizacin por titulacin utilizando el
medidor de pH. El experimento programado debe realizar el profesor
en forma demostrativa entre un cido fuerte (HCl 0,05 M con NaOH 0,5
M). Primeramente utilizaremos soluciones acuosas valoradas de HCl
0,05 M con NaOH 0,5 M, cuya reaccin de neutralizacin es como sigue:
HCl(ac) + NaOH(ac) NaCl(ac) + H2O(l) Instalamos la bureta limpia en
un soporte universal y cargamos un volumen determinado de solucin
de NaOH 0,5 M para enjuagar y enrasar a cero Colocamos exactamente
100 mL de solucin de HCl 0,05 M en un vaso de precipitado de 250 mL
y adicionamos 2 -3 gotas de indicador azul de bromotimol. Anotamos
el color de solucin. Luego instalamos el medidor de pH y el
termmetro en el soporte respectivo. Calibramos dicho instrumento
utilizando la solucin buffer de pH conocido, para ello sumergir el
electrodo combinado en vidrio (indicador y referencia) y el
termmetro en la solucin buffer. Enjuagar con agua destilada el
electrodo y el termmetro. Con sumo cuidado, utilizando el soporte
respectivo, sumergir el electrodo y termmetro con la solucin de HCl
0,05 Medimos el pH y la temperatura de la solucin acida y anotamos
dichos valores. Adicionamos de 1 en 1 mL de solucin de NaOH 0,5 M
hasta 15 mL, debiendo en cada adicin medir el pH de la solucin.
Tabular los datos experimentales obtenidos: volumen NaOH 0,5 M y el
pH respectivo. y anotamos los resultados. En papel milimetrado
representar los valores de pH en la ordenada y el volumen de NaOH
en la abscisa. A partir de la grfica obtenida, determinar el punto
de equivalencia, el pH de la reaccin y el volumen de NaOH 0,5 M
gastado. Si es posible, realizar otras titulaciones, empleando
soluciones valoradas de cido actico (CH3COOH 0,05 M) y solucin de
amoniaco (NH4OH 0,5 M), segn las siguientes reacciones de
neutralizacin.a) CH3COOH(ac) + NaOH(ac) NaCH3COO(ac) + H2O(l)b)
HCl(ac) + NH4OH(ac) NH4Cl(ac) + H2O(l) c) CH3COOH(ac) + NH4OH(ac)
NH4CH3COO(ac) + H2O(l)
3. Preparacin de 100 mL de una solucin reguladora: sistema cido
actico-acetato sdico. En primer lugar en un vaso de precipitado
limpio, preparar una solucin reguladora mezclando 36 mL de cido
actico 0,1 M con 64 mL de acetato sodico 0,1 M. Determinamos el pH
de la solucin amortiguadora utilizando el papel indicador universal
o un medidor de pH (peachimetro). Para el primer caso, humedecemos
el papel con agua gota de solucin preparada y comprese con la
etiqueta del mismo. A continuacin, divdase la solucin reguladora en
dos partes iguales y en dos vasos de precipitado. A la primera
fraccin, adicionamos 1,0 mL de solucin de HCl 1,0 M y medimos el
pH. Continuar con la adicin de 1,0 mL de HCl, luego mdase el pH. A
la segunda fraccin, agregamos 1,0 mL de la solucin de NaOH 1,0 M y
medimos el pH, luego agregamos otro volumen igual de NaOH y medimos
el pH de la solucin.4. Preparacin de 100 mL de una solucin
reguladora: sistema hidrxido de amonio- cloruro de amonio. En un
vaso de precipitado limpio, preparamos una solucion reguladora
mezclando 36 mL de hidrxido de amonio 0,1 M con 64 mL de cloruro de
amonio 0,1 M. Luego determinamos el pH de la solucin de
amortiguadora utilizando el papel indicador universal o un medir de
pH (peachimetro). Para el primer caso, humedecemos el papel con una
gota de solucin preparada y comparece con la etiqueta de mismo. A
continuacin, dividimos la solucin reguladora en dos partes iguales
y en dos vasos de precipitado. A la primera fraccin, adicionamos
1,0 mL de solucin de HCl 1,0 M y medimos el pH. Continuamos
adicionando 1,0 mL de HCl, luego medimos el pH. A la segunda
fraccin, agregamos 1,0 mL de la solucin de NaOH 1,0 M y medimos el
pH, luego agregamos otro volumen igual de NaOH y medimos el pH de
la solucin. Finalmente anotamos los resultado en el cuadro 4V.
OBSERVACIONES, DATOS, RESULTADOS EXPERIMENTALES OBTENIDOS,
ECUACIONES QUMICAS CLCULOS Y/O GRFICOS (SEGN LOS CASOS).Cuadro
1.-Coloracin de algunos indicadores en medio acido, bsico y
neutro.IndicadorColor con HClColor con NaOHColor con H20
Anaranjado de metiloRojo bajoAnaranjado Amarilloanaranjado
Rojo de metilo Rosado intensoAmarillo Rosado dbil
Azul de bromotimolAnaranjado Azul Anaranjado dbil
fenolftalenaIncoloro Rosado Incoloro
Con rojo de metiloCon anaranjado de metilo
Con fenolftalenaCon azul de bromotimol Comparar los colores
obtenidos en cada solucin con los datos tericos que figuran en las
tablas de indicadores acido base y explicar los resultados.Al
adicionar el indicador de anaranjado de metilo observamos las
coloraciones de rojo, anaranjado y amarillo anaranjado.
Al adicionar el indicador de rojo de metilo observamos las
coloraciones de rosado fuerte, amarillo y rosado dbil.
Al adicionar el indicador de Azul de bromotimol observamos las
coloraciones de anaranjado, azul y anaranjado dbil.
Al adicionar el indicador de fenolftalena observamos las
coloraciones de incoloro, rosado e incoloro.
Cuadro 2.-Resultados de titulacin de 100 mL HCl 0,05 N con NaOH
0,5 NHCl(ac) + NaOH(ac) NaCl(ac) + H2O(l)Volumen de NaOH, mL 01mL
2mL3mL4mL5mL6mL7mL8mL
pH 1,041,071,121,161,231,301,401,501,60
T (C)17,7C17,8C17,9C17,9C17,9C18C18C18,1C18,1C
Volumen de NaOH, mL9mL 10mL11mL12mL13mL14mL15mL16mL17mL
pH1,762,022,6611,4012,2012,6012,8312,9412,99
T (C)18,1C18,2C18,2C18,.3C18,.3C18,.3C18,.3C18,.3C18,.3C
En la reaccin de neutralizacin: acido ms base: Acido baseHCl
(ac) + NaOH (ac) NaCl (ac) + H2O (l) 0,05 M 0,5 MEn el punto de
equivalencia se cumple:En el punto de equivalencia#Eq NaOH=
#EqHClNNH4OHx VNH4OH = NHCl x VHCl0,5 N X VNH4OH = 0,05 N X 100
mLVNH4OH= 10 mLCuadro 3.-Preparacin de 100 mL de una solucin
reguladora: sistema hidrxido de amonio- cloruro de amonio.Sistema:
CH3COOH-NaCH3COOpH de solucin reguladora
InicialCon adicin de 1 y 1 mL de HCl 1,0 MCon adicin de 1 y 1 mL
de NaOH 1,0 M
Terico5,0
Color con papel indicador5,5----
Valor determinado con medidor de pH 4,764,404,054,875,11
T (C)17,818,018,017,717,7
Cuadro 4.-Preparacin de 100 mL de una solucin reguladora:
sistema hidrxido de amonio-cloruro de amonio.Sistema:NH3OH NH3ClpH
de solucin reguladora
InicialCon adicin de 1 y 1 mL de HCl 1,0 MCon adicin de 1 y 1 mL
de NaOH 1,0 M
Terico
Color con papel indicador9,0----
Valor determinado con medidor de pH 9,79,554,0510,010,4
T (C)16,317,017,117,117,3
Explicar las diferencias o semejanzas entre los resultados
tericos y prcticos de pH de las soluciones reguladoras preparadas y
la influencia cuando se adiciona cidos y bases fuertes.
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESCONCLUSIONES:En conclusin pudimos
observar el efecto amortiguador de la solucin buffer, en el cual el
acetato de sodio que es un electrolito fuerte se disocia por
completo en la disolucin, pero el cido actico que es un cido dbil,
se ioniza en parte, la adicin de iones acetatos provenientes del
acetato de sodio a una disolucin de cido actico suprime la
ionizacin del cido, en consecuencia la disolucin ser menos cida que
la que slo contena cido actico a la misma concentracin.Tambin al
preparar las soluciones amortiguadoras logramos determinar que el
pH de las soluciones aunque se le agregue alguna otra solucin; el
pH de la solucin amortiguadora se va a mantener casi constante.Y
con la experiencia se adquirieron destrezas en la medicin de pH
mediante el uso del potencimetro y el Peachimetro.RECOMENDACIONES:
Es importante que antes de llevar a cabo cada prueba, los tubos de
ensayo y el material a emplear est limpio. Se debe usar las
cantidades de reactivos y problemas especificados en cada prueba.
No tocar el extremo inferior del electrodo. En las cercanas del
punto de equivalencia adicionar de 0,5 en 0,5 mL de solucin
bsica.
VII. BIBLIOGRAFA
1. Chang, Raymond. (1998). Qumica. Mxico: McGraw-Hill. Sexta
Edicin.2. BROWN, T. L., H.E. Y BURSTEN, B.E. (1993) .Qumica la
ciencia central.3. Qumica General7ma edicin (2002) Raymond Chang
Ed. Mc Graw-Hill Interamericana Pginas 563 564PAGINAS WEB:
http://www.monografias.com/trabajos15/equilibrio-quimico/equilibrio-quimico.shtml.
www.monografias.com
http://quimica4m.blogspot.com/2010/01/soluciones-reguladoras-de-ph.html
http://www.bioquimica.dogsleep.net/Teoria/archivos/Unidad24.pdf