Universidad de ChileFacultad de CienciasDepartamento de QuímicaLicenciatura en Ciencias, con mención en Química

Informe de Laboratorio N ° 1

“Titulación de ácidos fuertes con bases fuertes y viceversa”

Autores: Álvaro Etcheverry Berríos

Marcelo Campos Palma

OBJETIVOS

Los objetivos de esta sesión son:

Preparar soluciones de distintas concentraciones a partir de un reactivo de alta pureza (en

este caso, a partir de HCl concentrado 37% p/p y NaOH).

Preparar diluciones a partir de las soluciones preparadas anteriormente.

Estandarización de las soluciones anteriores mediante la titulación respectiva con un

patrón primario.

Utilizar las técnicas aprendidas en esta sesión para la determinación de la concentración

de una muestra problema.

RESULTADOS

En primer lugar, se prepararon 250 mL de una solución de HCl 1 M a partir de una solución de HCl concentrado al 37% p/p. Para esto necesitamos calcular primero la concentración de HCl que posee esta última solución (considerando que la densidad de la solución es de 1,19 Kg/L):

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Molécula de HCl

Después, considerando la molaridad de la solución de HCl concentrado, fue necesario calcular el volumen de HCl concentrado a utilizar para llevar a cabo la dilución:

Posteriormente, se diluyó la solución preparada para obtener 1 L de soluciones de HCl 0,1 M y 0,01 M, cada una, para lo cual se realizaron los siguientes cálculos:

Luego se prepararon 250 mL de una solución de NaOH 1 M, para cual fue necesario calcular cuanto NaOH se deberían masar para preparar esta solución. Posteriormente, se preparó una dilución para obtener una solución de NaOH 0,1 M:

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Molécula de NaOH

Después, se llevó a cabo la estandarización de la solución de NaOH 0,1 M, titulando con un patrón primario adecuado, en este caso, se utilizó ftalato ácido de potasio (KHP) y utilizando fenolftaleína como indicador. Se debe obtener una cantidad de KHP, lo suficiente como para titular entre 20 y 25 mL, conociendo que la masa molecular del KHP es de 204,227 g/mol:

De esta manera son alrededor de 0,5105 g de KHP los que se deben masar para realizar una titulación utilizando 25 mL de nuestra solución de NaOH. Los datos obtenidos son resumidos en la siguiente tabla:

Estandarización de NaOH

Ftalato ácido de potasio [g]

NaOH utilizado [mL]

Molaridad de NaOH

     0,5117 25,2 0,09940,5105 24,8 0,10080,5105 25,1 0,0996

Promedio   0,0999

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Desviación Estandard:

 0,0007

Intervalo de confianza al 50%: 0,0003Coeficiente de variación: 0,75%

Lo que significa que nuestra solución de NaOH es de 0,0999 M. Gracias a esto podemos titular la solución de HCl 0,1 M para poder estandarizarla. Según los datos presentados a continuación:

Estandarización de HCl

NaOH utilizado [mL] HCl utilizado [mL] Molaridad HCl     

20,8 20 0,103920,9 20 0,104421,1 20 0,1054

Promedio   0,1046

Desviación Estandard:

 0,0004

Intervalo de confianza al 50%: 0,0001Coeficiente de variación: 0,34%

Sabiendo que la concentración real de la solución de HCl es de 0,1046 M, podemos extrapolar al resto de las soluciones, por lo que ahora sabemos que nuestras soluciones de HCl tienen las siguientes molaridades:

HCl 1,405 MHCl 0,1046 MHCl 0,0105 M

DISCUSIÓN

Para poder conocer con exactitud la concentración no basta con sólo masar el soluto y disolver, debemos estandarizar estas soluciones con un patrón primario que nos permite saber con certeza la concentración. En este caso se utilizó ftalato ácido de potasio debido a las siguientes características:

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1. Masa molar alta (204,227 g/mol), debido a que si cometemos un pequeño error al medir la masa, no estamos agregando (o quitando) una gran cantidad de moles.

2. Es un compuesto voluminoso, lo que nuevamente nos conduce a reducir el error que produciría añadir (o quitar) un cristal de KHP, con el consecuente error en la cantidad de moles.

3. Es estable y no es higroscópico, o sea, que no se descompone en compuestos volátiles y no absorbe agua del aire, lo que nos ayuda a disminuir el error al masarlo.

Por otro lado, se utilizó fenolftaleína como indicador ácido-base para poder observar visualmente el cambio de pH, debido a la sensibilidad de esta molécula frente al pH. Nótese que se puede atribuir la forma coloreada de la fenolftaleína a la presencia de enlaces dobles conjugados, estructura compartida por otros compuestos coloreados.

Es posible observar que la preparación de soluciones requiere de una estandarización, ya que como se puede apreciar en los resultados expuestos, la concentración calculada es distinta a la concentración real, lo que puede inducir enormemente a errores de medición.

ANÁLISIS DE MUESTRA PROBLEMA

En primer lugar se determinó si las muestras problemas correspondían a un ácido o una base, para esto se utilizó un papel pH, el cual arrojó un pH aproximado de 13 para cada una de las muestras, debido a esto, se utilizó el HCl 0,1046 M previamente estandarizado y fenolftaleína como indicador. Los resultados obtenidos son resumidos en las siguientes tablas:

Muestra problema N° 22Alvaro Etcheverry

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HCl utilizado [mL]

Alícuota de muestra problema [mL]

Molaridad de la muestra problema

     27,8 10 0,290827,6 10 0,288728,1 10 0,2939

Promedio:   0,2911

Desviación Estándar:

 0,0026

Intervalo de confianza al 50%: 0,0010Coeficiente de variación: 0,90%

Muestra problema N° 30Marcelo Campos

HCl utilizado [mL]

Alícuota de muestra problema [mL]

Molaridad de la muestra problema

     28 10 0,2929

27,9 10 0,291828,2 10 0,2950

Promedio:   0,2932

Desviación Estándar:

 0,0016

Intervalo de confianza al 50%: 0,0006Coeficiente de variación: 0,54%

En ambos casos podemos observar que la cantidad de iones OH- presentes en las muestras problemas concuerdan con el pH obtenido del papel pH utilizado.

CONCLUSIÓN

Después de esta sesión se pueden obtener las siguientes conclusiones: La preparación de soluciones para las titulaciones que se realizan en un laboratorio

analítica deben pasar primero por una estandarización para asegurarnos de que posea la concentración requerida.

Para la utilización de patrones primarios debemos considerar a aquellas sustancias que posean una serie de características que nos permitan disminuir el error asociado a las mediciones.

A pesar de que las concentraciones reales se desvían de la concentración calculada, podemos observar que se acercan bastante a las que correspondían, lo que indica que los procedimientos utilizados para disminuir el error de medición fueron relativamente efectivas.

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Analizando las variables estadísticas que se calcularon, se puede inferir que las mediciones efectuadas fueron lo bastante precisas como para analizar las muestras problemas de manera precisa.

Las variables estadísticas obtenidas de las mediciones realizadas sobre las muestras problema indican que las mediciones fueron bastante precisas. Además el papel pH utilizado en cada una de las muestras arrojó un pH de 13, bastante cercano al pH calculado de cada una de las soluciones (13,46 y 13,47 para las muestras N°22 y N°30, respectivamente).

BIBLIOGRAFÍA

HARRIS, D., Análisis químico cuantitativo, capítulo 7: Valoraciones, páginas: 128-143, 3° Edición, 2003.

HARRIS, D., Análisis químico cuantitativo, capítulo 12: Valoraciones ácido-base, páginas: 224-246, 3° Edición, 2003.

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