ACIDIMETRIA Y ALCALIMETRIA

Universidad Nacional de Ingeniera

Facultad de Ingeniera Geolgica Minera y Metalrgica

LAB. N07 ACIDIMETRIA Y ALCALIMETRIA

Profesor:

Ing. Vizarreta

Alumnos:

DIAZ SOLSOL SAMUEL JOHEL 20054042H

OROZCO PRINCIPE PINKY 20054042H

Seccin:

s

30 de noviembre de 2006ACIDIMETRIA Y ALCALIMETRIA

I. INTRODUCCIONDesde hace miles de aos se sabe que el vinagre, el jugo de limn y muchos otros alimentos tienen un sabor cido. Sin embargo, no fue hasta hace unos cuantos cientos de aos que se descubri por qu estas cosas tenan un sabor cido. El trmino cido, en realidad, proviene del trmino Latino acere, que quiere decir cido. Aunque hay muchas diferentes definiciones de los cidos y las bases, en esta leccin introduciremos los fundamentos de la qumica de los cidos y las bases.

En el siglo XVII, el escritor ingls y qumico amateur Robert Boyle primero denomin las substancias como cidos o bases (llam a las bases lcalis) de acuerdo a las siguientes caractersticas:

Los cidos tienen un sabor cido, corroen el metal, cambian el litmus tornasol (una tinta extrada de los lquenes) a rojo, y se vuelven menos cidos cuando se mezclan con las bases.

Las Bases son resbaladizas, cambian el litmus a azul, y se vuelven menos bsicas cuando se mezclan con cidos.

Bueno pues estos acidos y bases nos van a servir mucho para determinacin volumetrica y concentraciones de ciertas sustancias desconocidas.

En este informe se va trabajar mucho con los terminos de titulacion o valoracin esto a las finales va resultar lo mismo ya que el objetivo final va ser el de hallar la concentracin de una solucion desconocida con una previamente conocida.Como en este laboratorio se utilizo mucho los volmenes de los acidos y bases para calcular las concentraciones desconocidas se tuvo mucho cuidado al momento de valorar las soluciones ya que hasta una minima gota puede influir bastante en el experimento, especialmente este caso se da para titulaciones acido-base donde va ver una curva de titulacion donde la pendiente va cambiar rapidamente en un punto determinado .

Este laboratorio se va caracterizar mucho por los errores enlos volumens ya sea por el mal uso del material(bureta) o por la mala fabricacin del material esto de cierta manera va influenciar en nuestro experimento ya que necesitamos volmenes exactos II. OBJETIVOS:

- Recordar los principios que rigen los equilibrios cido-base con objeto de comprender que valoraciones cido-base son realizables y de entender el porque de las modificaciones del pH a lo largo de la valoracin.- Conocer el pH en el punto estequiomtrico, para elegir el indicador adecuado.- Conocer los mtodos para valorar y preparar soluciones.

III. FUNDAMENTO TERICO

El HCl es considerado como el cido mas usado ya que se pueden preparar soluciones de concentracin exacta de punto de ebullicin constante, por dilucin.

Las soluciones de H2SO4 se usan ocasionalmente, las soluciones de HNO3 y HClO4 muy raramente.

Las soluciones de HCl se preparan de normalidad aproximada valorndolas luego volumtrica mente, generalmente la concentracin de HCl vara entre los valores: 10,5-12N

En cuanto a las soluciones alcalinas son muchas pero entre los ms empleados destaca NaOH. Otras disoluciones como KOH, NH4OH, etc. tienen ciertas desventajas por la cual se usan poco.

INDICADORES:Pueden clasificarse en: Neutros sensibles a los cidos y sensibles a los vasos. En agua pura los primeros dan su calor de transicin, los segundos son calor cidos y los terceros su calor alcalino.Consideremos el caso de una valorizacin de cido fuerte con base fuerte donde puede emplearse cualquier indicados pero debe notarse que el calor de transicin no indicara el mismo pH, ya que la concentracin de iones H+ a que los indicado varia de calor cido o bsico es diferente. Es conveniente elegir un indicador con un terreno de cambio de calor lo mas estrecho posible y valorar siempre hasta la misma transicin de calor.

IV. MATERIALES- 1 Bureta- 1 matras- 1 probeta

- 1 vaso de precipitado de 100 ml- Bagueta - DensmetroV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Preparacin de soluciones ( 0.1 N de HCl(ac) y de NaOH(ac)Preparar el HCl(ac) significa disolver cierta cantidad de HCl(g) en agua liquida, la cual ser:

HCl(g) + H2O(l) ( HCl(ac)Cosa que no se realiza en el laboratorio ya que el HCl diluido se prepara a partir del HCl comercial, cuya concentracin vara entre < 10 M 12 M > para la cual se utiliza la igualdad del nmero de equivalentes gramos:

# Eq-g (1) = # Eq-g (2), obtenindose de esta manera las soluciones aproximadas de las sales mencionadas. El proceso se realiza en dos etapas y siempre aadiendo el cido al agua, pues sino ocurrira una explosin ya que el cido se encuentra altamente concentrado.

Primera etapa

Segunda etapa

Valoracin del HCl(ac) ( 0.1 N (determinacin de su concentracin con 3 cifras decimales) con brax ( Na2B4O7.10 H2O)Se recibi 201.45 mg de Brax el cual diluimos con 65 ml de H2O destilada, procedimos a agitar y calentar por unos segundos para conseguir la completa disolucin de la sal.Aadimos a la solucin unas gotas (3) de anaranjado de metilo y empezamos a titular con HCl ( 0.1 N, de la cual se consumi 11.7 ml (gasto), siendo el procedimiento:

W borax = 201.45 mg

Color inicial: Amarillo (medio bsico)

Color final: zanahoria (punto de neutralizacin)

Vo = 34 ml

Vf = 45.7 ml

Gasto HCl = Vf - Vo = 11.7 ml

Valoracin del NaOH (ac) ( 0.1 N (determinacin de su concentracin con 3 cifras decimales)

Se recibi 25 ml de la solucin de NaOH (ac) ( 0.1 N el cual se empez a titular con HCl (ac) ( 0.1 N usando como indicador a la fenoftalena (transparente) procedindose hasta que la solucin inicial (grosella) adopte un color muy tenue de violeta (despintado)

Solucin de NaOH: 25 ml

Color inicial grosella, vino tinto

Color final: violeta muy tenue (despintado)

Vo = 23 ml

Vf = 43.2 ml

Gasto NaOH = Vf - Vo = 20.2 mlDeterminacin de la densidad de del cido ntrico concentrado y la utilizacin de los densmetros del laboratorio.

Primero vertemos en una probeta alrededor de 50 ml de acido sulfurico, teniendo cuidado, debido que el cido presenta una alta concentracin.Luego introducimos el densmetro que nos indicara el rango en que se encuentra la densidad y la temperatura, la temperatura es 18.5C.Luego introducimos un densmetro que contiene el rango establecido anteriormente y establecimos que la densidad del cido sulfurico 1.2565 gr/ml.

VI. CONCLUSIONESa. El presente laboratorio nos permite determinar la concentracin del HCl usando una solucin patrn (titulante) para luego emplearlo en las dems titulaciones que se realizaran con este La valoracin de una solucin cida se lleva a cabo experimentalmente, determinando el volumen de cido que equivale a un peso conocido de sustancia alcalina. Una solucin valorada es aquella cuya concentracin se conoce con gran exactitud.

Los cidos valorados que ms se emplean son:

El clorhdrico, el ntrico, el sulfrico y, en ocasiones el oxlico.

El cido clorhdrico es bueno para determinaciones en fro o calor suave.

El cido oxlico tiene la ventaja de poderse preparar directamente con una pesada y servir de intermediario entre la acidimetra y la oxidimetra.

La valoracin de una solucin de cido se lleva a cabo experimentalmente, determinando el volumen de cido que equivale a un peso conocido de sustancia alcalina.

Tipo primario (Brax Na2B4O7 10H2O Carbonato sdico anhidro (SOSA)). De modo similar se contrasta una solucin de alcali buscando su equivalencia con un peso o con un volumen de un cido de riqueza conocida.

Para preparar y valorar soluciones cidas; se puede partir de soluciones concentradas puras midiendo su peso especfico con un aremetro y tomando de una tabla el tanto por ciento en peso correspondiente a la densidad encontrada.

Conociendo as los gramos de cido por unidad de volumen en la solucin concentrada, puede calcularse fcilmente el nmero de centmetros cbicos de la misma que han de ponerse en un matraz aforado, para que despus de enrasar, resulte una solucin de la concentracin o normalidad deseada.

Para que una reaccin qumica sea adecuada para utilizarla en una titulacin, la reaccin debe ser completa en el punto de equivalencia, mientras mayor sea la constante de equilibrio, la reaccin ser ms completa y el cambio de pH cerca del punto de equivalencia ser mayor y ms fcil de localizar.

Los indicadores son colorantes orgnicos con naturaleza de cidos o bases dbiles cuyos iones tienen un color diferente de l de la forma sin disociar.

Son usados como indicadores de titulacin, y por ello deben cambiar bruscamente de color en un pequeo intervalo de valores de pH.

b. El cambio de color del indicador debe ser un proceso plenamente reversibleVII. Recomendaciones

El uso de un buen indicador para las titulaciones nos dar una mejor idea de las mismas.

El alumno deber estar muy atento cuando realiza la titulacin ya que el volumen puede ser calculado con anterioridad por una formula ya dada., al aproximarse al volumen deber de medir por gotas, moviendo rpidamente.

El indicador debe ser aadido en poca cantidad ya que este solo le avisara al alumno cuando ya se encuentra titulado la base.

VIII. CUESTIONARIO1. Con sus valores experimentales calcule la concentracin del HCl(ac) y de NaOH(ac).

La normalidad del HCl es:

La normalidad del NaOH es:

2) con los valores medidos de la densidad ,de dos sustancias liquidas y con el empleo de las talas correspondientes (libro)calcule la normalidad ,molaridad y de esas solucio.nes.

Calculando la normalidad.

La densidad se define:

(1)

Adems, #eq-gr. es igual a:

(2)

Y la normalidad(N) es igual a:

(3)

Reemplazando(1) y (2) en (3):

Por lo tanto la normalidad del H2SO4 es:

calculando la molaridad.

37.726 = (2)

= 18.863

b)que error se cometio en la lectura de la densidad?pequeos cambios en el nivel de CO2 disuelto afectan cualquier tipo de Densmetro En-Lnea, de forma tal que este tipo de instrumentos no alcanza los niveles de precisin

c) como corregiria lo anterior?Un Refractmetro mide la concentracin de un lquido usando un principio ptico

llamado ndice de Refraccin. El refractmetro detectar el agregado de CO2 presente .

3._ Es posible invertir el uso de los indicadores utilizados en las titulaciones? Por qu?

No

El anaranjado de metilo: es un indicador bsico plenamente anftero, puesto que normalmente contiene SO3H (cido) y N(OH3) (bsico) cuando se ionizan forman anfolitos (iones) portadores de cargas positivas y negativas.

Estos iones tienen un tinte rosado cuando se acumulan en la acidificacin. Si se alcaliniza la solucin, se produce una interaccin entre iones anfteros y OH- reestructurndose el indicador, variando su color de rosado al amarillo.

Fenoltaleina : el intervalo de viraje de este indicador esta entre pH : 8,2 y 10 y se aplica en las variaciones en que participa un cido dbil. La fenoltaleina se decolora fcilmente bajo la accin del dixido de carbono y por lo tanto no se emplea para las determinaciones en las cuales se desprende CO2. Durante la estancia en reposo las disoluciones valoradas hasta un color rosa de fenoltaleina vuelven a decolorarse. Esta debe tomarse en consideracin cuando se realiza una valoracin.

La fenoltaleina se utiliza en forma de disolucin alcohlica al 1( (1,2,3,...,gotas por 25 ml de disolucin que se valore)

IndicadorDisolventeConcentracin

%Tipos de

IndicadorColorZona de

Viraje(pH)

Forma

cidaForma

alcalina

Amarillo de alizarinaAgua0.1cidoAmarilloVioleta10.1 12.1

TimolftaleinaAlcohol al 90%0.1cidoIncoloroAzul9.4 10.6

Prpura de cresolAlcohol al 20%0.05cidoAmarilloPurpreo7.4 9.0

Rojo neutro*Alcohol al 60%0.1BaseRojoAmarillo-castao6.8 8.0

Rojo de fenol**Alcohol al 20%0.1cidoAmarilloRojo6.8 8.0

Azul de brotimolAlcohol al 20%0.05cidoAmarilloAzul6.0 7.6

Tornasol(azolitmina)Agua1.0cidoRojoAzul5.0 8.0

Rojo de metiloAlcohol al 60%0.1 y 0.2BaseRojoAmarillo4.4 6.2

Azul de brotofenolAgua0.1cido AmarilloAzul3.0 4.6

Tropeolina 00Agua0.01, 0.1 y 1.0BaseRojoAmarillo1.4 3.2

Violeta cristalinoAguaVerdeVioleta0.0 2.0

(*)O el agua con adicin de 5.7 ml de la solucin de NaOH 0.05N por 100 mg de indicador

(**)O el agua con adicin de 3.2 ml de la solucin de NaOH 0.05N por 100 mg de indicador

No es posible cambiar por sino se perdera presicin por el intervalo de viraje

4.-a) que es una titulacin

Una titulacin es un procedimiento de laboratorio que se utiliza para determinar la concentracin de una especie en una solucin, usando una solucin estndar de un reactivo que reacciona completamente con la sustancia desconocida. Esta solucin estndar se conoce usualmente como "titulante".

Debemos tener algn medio para saber cuando se ha completado la reaccin. Este se conoce como "punto final" o ms tcnicamente como punto de equivalencia, que corresponde al punto en que toda la sustancia desconocida ha reaccionado con el titulante. Este punto debe hacerse evidente mediante algn indicador

En el punto de equivalencia se cumple que:

N de equivalentes de titulante = N de equivalentes de sustancia desconocida

Para cualquier sustancia: N equivalentes = V N Entonces en el punto de equivalencia se cumple que:

Vt Nt = Vd Nd donde los subndices t representan al titulante y las d representan la sustancia desconocida. Generalmente se conoce la Normalidad del titulante porque es una solucin estndar. Tambin se mide el volumen de solucin desconocida. Luego mediante la titulacin se aade el titulante gota a gota hasta que el indicador cambia de color o la aparicin de un precipitado indica que el punto final o punto de equivalencia se ha alcanzado. Teniendo las lecturas inicial y final de la bureta, se obtiene el volumen agregado de titulante. Entonces el nico trmino desconocido de la ecuacin anterior es la Normalidad de la muestra desconocida. b)Que se entiende por enrase?

La pipeta es un instrumento volumtrico de laboratorio que permite medir alcuotas de lquido con bastante precisin. Suelen ser de vidrio. Est formado por un tubo transparente que termina en una de sus puntas de forma cnica, y tiene una graduacin (una serie de marcas grabadas) indicando distintos volmenes.Algunas son de simple enrase, es decir que se enrasa una vez en los cero mililitros o la medida que corresponda, y luego se deja vaciar completamente, mientras que otras, las denominadas de doble enrase, adems deber enrasarse al llegar a la ltima marca. La ventaja de estas ltimas es que no pierden la precisin si se les rompe la punta cnica. Dependiendo de su volumen, las pipetas tienen un lmite de error.

Lmites de error en pipetas (ml)

Capacidad (hasta)Lmite de error

20,006

50,01

100,02

300,03

500,05

1000,08

2000,10

c)como hemos reconocido los puntos finales de las titulaciones?

Se reconoce con el indicador ,por el cambio de color ,por ejem la fenoltaleina y el anaranjado de metilo que son indicadores camian de color cuando llegan a su punto de viraje.

d) con las reacciones correspondientes,justifique el valor del peso equivalente del borax

Reacciona en medio cido mediante las siguientes reacciones:

VI BIBLIOGRAFIA.:

SEMIMICROANALISIS

ALEXEIEU V. N.

Qumico Cuantitativa

Ed. MIR MOSCU

QUMICA ANALTICA

VOGEL ARTHUR

Cuantitativa

Edit. KAPELUZ

QUMICA ANALTICA

Burriel Lucena cuantitativa

EMBED PBrush

Probeta con el densmetro colocado

Solucin de NaOH valorada con solucin de HCl

Solucin de NaOH con gotas de fenoftaleina

50 ml

0

Solucin titulada con HCl ( 0.1 N

Brax disuelto en 65 ml de agua con 3 gotas de anaranjado de metilo

50 ml

0

Volumen 10V de HCl 0.1 M (diluido)

Volumen V de HCl 1M (acuoso)

Agregamos el cido a 9V volumen de agua liquida (diluir)

Volumen 10V de HCl

1 M (acuoso)

Volumen V de HCl 10 M (comercial)

Agregamos el cido a 9V volumen de agua liquida (diluir)

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