1 TITULACIÓN POTENCIOMÉTRICA DE UN ÁCIDO DÉBIL CON UNA BASE FUERTE. [1] Luis Pedroza, Carolina Vesga, Jorge Hernández Universidad del Atlántico - Departamento de Química – Química analítica IV Barranquilla – Atlántico - Colombia 22 de abril del 2013 Resumen En la práctica realizada se determinó la concentración de una solución de ácido acético (CH 3 COOH), así como su punto de equivalencia cuando reacciona con una base fuerte como el hidróxido de sodio (NaOH). Para esto se utilizó varios métodos como la primera derivada, la segunda derivada, el método de Gran y el método directo. Con la ayuda de un pH metro se determinó el pH para cada volumen adicionado del titulante y utilizando indicadores como el rojo de metilo y fenolftaleína se determino el efecto que estos causan en el punto de equivalencia. Palabras Clave: Punto de equivalencia, indicadores, métodos de la primera y segunda derivada, método de Gran. Abstract In practice the concentration was determined on a solution of acetic acid (CH 3 COOH) and its equivalence point when reacted with a strong base such as sodium hydroxide (NaOH). This was done using various methods such as the first and second derivatives, Gran method and the direct method. With the help of a pH meter pH was determined for each volume of titrant added and using indicators such as methyl red and phenolphthalein, we determined the effect they cause on the equivalence point. Keywords: Equivalence point, indicators, methods of the first and second derivatives, Gran method. 1. Introducción. En el análisis cuantitativo son muy utilizadas las valoraciones potenciométricas, por cuanto los resultados que se obtienen son bastante precisos, las valoraciones potenciométricas se fundamentan por la existencia de especies iónicas las cuales se producen mediante reacciones de oxido-reducción o más conocidas como Reacciones Redox, en estos sistemas es interesante el cambio del estado de oxidación el cual se entiende cuando se obtiene una polarización del 100 % produciéndose así cationes y aniones, también en estas reacciones se transfieren electrones desde una unidad (un átomo, molécula o ion) a otra, por ello el proceso tiene que transcurrir simultáneamente, debido a que mientras una especie se oxida (cede electrones) la otra especie necesariamente se tiene que reducir (recibe electrones) o viceversa.
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Titulación potenciométrica de un ácido débil con una base fuerte
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TITULACIÓN POTENCIOMÉTRICA
DE UN ÁCIDO DÉBIL CON UNA BASE FUERTE. [1]
Luis Pedroza, Carolina Vesga, Jorge Hernández
Universidad del Atlántico - Departamento de Química – Química analítica IV
Barranquilla – Atlántico - Colombia
22 de abril del 2013
Resumen
En la práctica realizada se determinó la concentración de una solución de ácido acético (CH3COOH), así como
su punto de equivalencia cuando reacciona con una base fuerte como el hidróxido de sodio (NaOH). Para esto
se utilizó varios métodos como la primera derivada, la segunda derivada, el método de Gran y el método
directo. Con la ayuda de un pH metro se determinó el pH para cada volumen adicionado del titulante y
utilizando indicadores como el rojo de metilo y fenolftaleína se determino el efecto que estos causan en el punto
de equivalencia.
Palabras Clave: Punto de equivalencia, indicadores, métodos de la primera y segunda derivada, método de
Gran.
Abstract
In practice the concentration was determined on a solution of acetic acid (CH3COOH) and its equivalence point
when reacted with a strong base such as sodium hydroxide (NaOH). This was done using various methods such
as the first and second derivatives, Gran method and the direct method. With the help of a pH meter pH was
determined for each volume of titrant added and using indicators such as methyl red and phenolphthalein, we
determined the effect they cause on the equivalence point.
Keywords: Equivalence point, indicators, methods of the first and second derivatives, Gran method.
1. Introducción.
En el análisis cuantitativo son muy utilizadas las
valoraciones potenciométricas, por cuanto los
resultados que se obtienen son bastante precisos, las
valoraciones potenciométricas se fundamentan por la
existencia de especies iónicas las cuales se producen
mediante reacciones de oxido-reducción o más
conocidas como Reacciones Redox, en estos sistemas
es interesante el cambio del estado de oxidación el cual
se entiende cuando se obtiene una polarización del 100
% produciéndose así cationes y aniones, también en
estas reacciones se transfieren electrones desde una
unidad (un átomo, molécula o ion) a otra, por ello el
proceso tiene que transcurrir simultáneamente, debido a
que mientras una especie se oxida (cede electrones) la
otra especie necesariamente se tiene que reducir (recibe
electrones) o viceversa.
L. Pedroza; C. Vesga; J. Hernández – Titulación Potenciométrica de un ácido débil con una base fuerte
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En las valoraciones potenciométricas y como en toda
determinación volumétrica es necesario que la
estequiometría esté perfectamente establecida, que la
cinética de la reacción sea rápida y que el punto final
sea cercano al punto de equivalencia.
El punto de equivalencia de la reacción de
valoración se determina por la aparición de un punto
singular en la curva de valoración, potencial vs
cantidad de reactivo añadido. La detección de ese
punto final puede establecerse de diferentes formas:
Método directo: consiste en graficar la variación
del potencial en función del volumen de titulante
añadido. El punto de inflexión en la parte
ascendente de la curva se estima visualmente y se
toma como punto final.
Método de la primera derivada: implica calcular y
graficar el cambio de potencial (E) por unidad de
volumen (V), E/V, en función del volumen
promedio para obtener una curva con un máximo
que corresponde al punto de inflexión. El punto
final es el volumen correspondiente al valor más
alto de E/V, ya que este valor es justamente la
pendiente de la curva E vs. V.
Método de la segunda derivada: consiste en
graficar (E/V)/V contra V. El punto final es el
valor de V donde la curva cruza la abscisa, o sea el
punto de intersección de la segunda derivada con
cero. En este punto (E/V)/V pasa de un valor
positivo a un valor negativo.
Método de Gran: consiste en graficar V/E o sea
el recíproco de E/V, en función del volumen
promedio del titulante. Antes y después del punto de
equivalencia V/E varía linealmente con el
volumen V, produciéndose dos líneas rectas que se
interceptan en el punto de equivalencia.
En este caso el potencial que se mide es el potencial de
hidrogeno, pH.
2. Objetivos.
- Evaluar el punto de equivalencia de la reacción
ácido-base entre una base fuerte y un ácido
monoprótico débil, utilizando la curva de
valoración, el gráfico de la primera y segunda
derivada y el gráfico de Gran.
- Comparar el valor del pH de viraje de los
indicadores rojo de metilo y fenolftaleína con
los datos reportados en tablas.
3. Desarrollo experimental.
- Se vertieron 25 mL de CH3COOH
aproximadamente 0.1 M en un vaso precipitado
de 250 mL, se diluyó la solución con
aproximadamente 100 mL de agua.
- Posteriormente se realizó el montaje para la
titulación: ajuste del agitador magnético,
bureta, barra magnética en el vaso, se insertó el
electrodo de vidrio, se agitó la solución y se
midió el pH inicial antes de adicionar NaOH
registrando el valor medido.
- Luego se adicionó 1 mL de NaOH, (base
titulante), se registró el pH y el volumen, de la
misma forma, adicionando volúmenes de 5, 10,
15 y 20 mL de la base. Después se adicionó el
titulante a intervalos de 1 mL hasta casi obtener
el punto de equivalencia, 21, 22, 23, 24 mL.
Luego se adicionó fracciones de 0.1 mL hasta
obtener el punto de equivalencia.
- Finalmente, se realizó 3 lecturas adicionales
agregando 1, 5 y 10 mL de exceso del titulante.
- Se repitió el mismo procedimiento con dos
alícuotas adicionales de CH3COOH 0.1 M, a
uno se le adicionó indicador rojo de metilo y a
la otra, fenolftaleína. Observando los valores
de pH al que estos indicadores cambian de
color.
L. Pedroza; C. Vesga; J. Hernández – Titulación Potenciométrica de un ácido débil con una base fuerte
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4. Resultados y Análisis.
4.1 Titulación potenciométrica sin indicadores químicos.
En la titulación se utilizó una alícuota de 25 mL de CH3COOH, se obtuvo los potenciales para cada mL de NaOH
agregado; en la tabla 1, se muestran los resultados de la titulación, además de los cálculos pertinentes para hallar
los puntos de equivalencia por los métodos de primera y segunda derivada y método de Gran.
Se resalta el punto de equivalencia para la valoración, en cada método en su respectiva gráfica.