UNI VERSI DAD DELACOSTA,CUC
DEPARTAM ME ENTO DECI ENCI ASBÁSI CAS
FACULTAD DE I NGE GENI ERÍ A
NEUTRALIZACION ACIDO FUERTE-BASE FUERTE Y ACIDO FUERTE-BASE DEBIL Gómez Katherine, !"#z Li$i%eth, O&!en'# (a!$ina, )*+&!ez ara Claudia Patricia Herrera Herrera. Grupo: AD6– Fecha de la experiencia: (20-Agoto-20!"# $a%oratorio de &u'ica )norg*nica ))+ ,nieridad de la Cota /arranuilla
Resumen En esta esta expe experi rien enci cia a de labo labora rato tori rio o se estudió la titulación el cual es una técnica de laboratorio que se utiliza para determin determinar ar la concentr concentració ación n desconoc desconocida ida de un reacti reactivo vo desco descono nocid cido, o, la cual cual se clasifica según el tipo de objeto a analizar como lo es la titulación de ácido-base que se basan en la reacción de neutralización, quien a su vez se clasifica en neutralización acido fuerte-base fuerte y acido fuerte-base débil débil que que fuero fueron n las corres correspon pondie diente ntes s a este laborato laboratorio rio !uego !uego se tomaron tomaron unos unos reactivos en el primer procedimiento procedimiento fueron "a#$ y $%l con un indicador orgánico el cual cual paso paso de viol violet eta a a verd verde, e, y en el segundo procedimiento procedimiento fueron "$ & y $%l con fenolftale'na que tuvo un cambio de rosado a incoloro
ualifications, pin, colorless, green, violet, tec*n tec*nolo ology gy,, neutr neutrali alizat zation ion,, stron strong g acid, acid, strong base, +ea base 1. Int Introduc ducción ión !a naturaleza de las sustancias es uno de los temas más estudiados por la qu'mica, ya que de acuerdo a ésta, están determinados los tipos de reacciones que se prese presenta ntan n según según los react reactivo ivos s en un proceso %omo todos sabemos los ácidos tienen un sabor agrio, y colorean de rojo el tornasol y reaccionan con ciertos metales desprendiendo *idrógeno !as bases tienen sabor sabor amar amargo go,, y colore colorean an el tornas tornasol ol de azul y tienen tacto jabonoso %uando se combina una disolución acuosa de un ácido con otra de una base, tiene lugar una reacción de neutralización Esta reacc reacción ión es en la que que gener general alme mente nte se forma agua y sal
Palabras claves (itula (itulación ción,, técnica, técnica, neutral neutralizac ización, ión, acido acido fuert fuerte, e, base base fuerte fuerte,, base base débil débil,, rosad rosado, o, incoloro, verde, violeta
!as !as propi propied edad ades es de los ácidos ácidos y de las las bases nos permiten reconocerlos, es decir, si tenemos una disolución cuya naturaleza es desc descon onoc ocid ida, a, pode podemo mos s comp compro roba bar r expe experi rime ment ntal alme ment nte e si se trat trata a de una una disolución ácida o básica
Abstract )n t*is t*is expe experi rien ence ce of labo labora rato tory ry t*er t*ere e stud studie ied d t*e t*e qual qualif ific icat atio ions ns +*ic +*ic* * is a labor laborato atory ry tec*n tec*nolo ology gy t*at t*at is in use for determining t*e unno+n concentration of an unn unno+ o+n n reag reagen ent, t, +*ic* *ic* qual qualif ifie ies s according to t*e type of object to analyzing as it to be t*e qualifications of acid - base t*at are based on t*e reaction of neut neutra rali liza zati tion on,, +*o +*o in turn turn qual qualifi ifies es in neutral neutralizati ization on acid strong fort - base and acid +ea fort - base t*at t*ey +ere t*e correspo corresponden ndents ts to t*is laborato laboratory ry (*en (*en a fe+ reag reagent ents s too too in t*e t*e first first proce procedur dure e +ere +ere "a#$ "a#$ and $%l $%l +it* +it* an orga organi nic c indi indica cato torr +*ic +*ic* * ) *app *appen en from from viol violet et to green, and in t*e second procedure t*ey +ere "$& and $%l +it* fenolftale'na t*at *ad a c*ange of pin to colorlessly
2. Fundamentos Teóricos Teóricos 2.1 Titulación. Es un método de análisis qu'mico cuantitativo en el laboratorio, que se utiliza para deter terminar la concentración desc descon onoc ocid ida a de un reac reacti tivo vo cono conoci cido do .ebi .ebido do a que que las las medi medida das s de volu volume men n juegan un papel fundamental fundamental en las titulacio titulaciones, nes, se le conoce conoce también también como análisis volumétrico /n reactivo llamado 0valorante1 o 0titul 0titulad ador1 or1,, de volu volumen men y conce concentr ntraci ación ón conocida 2una solución estándar o solución patrón3 patrón3 se utiliza utiliza para para que reaccione reaccione con una solución del analito, de concentración desc desco onoci nocid da /til /tiliz izan ando do una una bure bureta ta cali calibr brad ada a para para a4ad a4adir ir el valo valora rant nte e es
Key words
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posible determinar la cantidad exacta que se *a consumido cuando se alcanza el punto final
representarse como variable independiente el volumen a4adido de disolución estándar, titulante o patrón, mientras la variable dependiente es la concentración del analito en la etapa correspondiente de valoración 2en una valoración ácido-base es generalmente el p$ de la disolución, que cambia según la composición de las dos disoluciones3 En el caso de las valoraciones ácido-base, las curvas de valoración reflejan la fuerza del ácido y de las bases correspondientes
2.1.1 El punto inal! es el punto en el que finaliza la valoración, y se determina mediante el uso de un indicador 2.1.2 El punto de e"uivalencia! 5e produce durante una valoración qu'mica cuando el número de moles de valorante a4adido es igual al número de moles de analito, algún múltiplo del mismo 2como en los ácidos pol'pticos3
6or ejemplo, en una valoración de ácido fuerte con una base débil, la curva de valoración será relativamente lisa, aunque muy escarpado para puntos cerca el punto de equivalencia de la valoración En este caso, peque4os cambios en el volumen del valorante producen cambios grandes del p$ cerca del punto de equivalencia En este caso, una amplia gama de indicadores ser'a apropiada 2por ejemplo el tornasol, la fenolftale'na o el azul de bromotimol3
6ueden usarse muc*os métodos para indicar el punto final de una reacción7 a menudo se usan indicadores visuales 2cambian de color3 En una titulación o valoración ácido-base simple, puede usarse un indicador de p$, como la fenolftale'na, que es normalmente incolora pero adquiere color rosa cuando el p$ es igual o mayor que 8,9 #tro ejemplo es el naranja de metilo, de color rojo en medio ácido y amarillo en disoluciones básicas
6or otro lado, si uno de los componentes de una valoración ácido-base es un ácido débil o una base débil, y el otro es un ácido fuerte o una base fuerte, la curva de valoración es claramente irregular cerca del punto de equivalencia 2y el p$ no cambia ;tanto; con la adición de peque4os volúmenes de valorante3 %omo ejemplo, la curva de valoración del ácido oxálico 2un ácido débil3 con *idróxido de sodio 2una base fuerte3 se *a representado en la imagen anterior
, y as' el analito es básico en el punto de equivalencia 2con más precisión, el ion *idróxido experimenta una reacción de *idrólisis en el agua produciendo iones *idróxido3
.ebido a la naturaleza logar'tmica de la curva de p$, las transiciones en el punto final son muy rápidas: y entonces, una simple gota puede cambiar el p$ de modo muy significativo y provocar un cambio de color en el indicador $ay una ligera diferencia entre el cambio de color del indicador y el punto de equivalencia de la titulación o valoración Este error se denomina error del indicador 6or este motivo es aconsejable efectuar determinaciones en blanco con el indicador y restarle el resultado al volumen gastado en la valoración !as valoraciones se clasifican por el tipo de objeto a analizar7
/n indicador como la fenolftale'na ser'a apropiado para esta valoración en particular !a curva de valoración correspondiente a una valoración de una base débil con un ácido fuerte se comporta de modo análogo, obteniéndose una disolución ácida en el punto de equivalencia En este caso, indicadores como el naranja de metilo o el azul de bromotimol se utilizan *abitualmente 6or otro lado, las valoraciones ácido-base en las que los componentes son una base y un ácido débil, son de naturaleza bastante
2.2.1 Titulación #cido$base! basadas en la reacción de neutralización entre el analito y una disolución de ácido o base que sirve de referencia 6ara determinar el punto final, usan un indicador de p$, un p$-metro, o un medidor de conductancia
2.2 %urvas de titulación. !as titulaciones se representan mediante curvas de titulación, en las que suele
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irregular .ebido a la naturaleza de tales valoraciones, no *ay ningún indicador qu'mico apropiado, y por ello a menudo se utiliza el p$metro
un matraz Erlenmeyer previamente lavado con agua destilada antes de la adición !a solución en el matraz es a menudo una solución estándar: cuya concentración es exactamente conocida !a solución en la bureta es la solución cuya concentración debe ser determinada por la valoración El indicador usado para la valoración ácidobase a menudo depende de la naturaleza de los componentes como se *a descrito en la sección anterior !os indicadores más comunes, sus colores, y el rango de p$ del cambio de color se muestran en la tabla "? %uando se requieren resultados más exactos, o cuando los componentes de la valoración son un ácido y una base débil, se utiliza un p$metro o un medidor de conductancia
2.2.1 %urva de titulación acido uerte$ base uerte
%olor en Indicador
medio #cido
)ioleta de
2.2.1 %urva de titulación acido uerte$ base d&bil
metilo
A*ul de bromoenol
+aran,a de metilo
Ro,o de metilo
Ran(o de cambio de color
%olor en medio b#sico
> - =@ Aioleta
- B@
Cojo
&= - BB
Cojo
BB - @9
Cojo
D> - 8>
2.' Titulación #cido$base. Tornasol
Estas valoraciones están basadas en la reacción de neutralización que ocurre entre un ácido y una base, cuando se mezclan en solución El ácido 2o la base3 se a4ade a una bureta previamente lavada con el mismo ácido 2o base3 antes de esta adicción !a base 2o el ácido3 se a4ade a
A*ul de bromotimol
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- @
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2..1 Reacción de neutrali*ación acido uerte$base uerte! El anión del ácido sufre una *idrólisis produciéndose aniones *idróxido, por lo que el p$ es G
Fenoltale-na )ncolora 8& - =>> Cosa
Amarillo de ali*arina
=>= =9>
2..2 Reacción de neutrali*ación acido uerte base d&bil! El catión de la base sufre una *idrólisis produciéndose cationes *idronio, por lo que el p$ es H
Cojo
2. +eutrali*ación
2./ Importancia de las reacciones de neutrali*ación como t&cnicas de an#lisis.
!a neutralización es la combinación de cationes *idrogeno y de aniones *idróxido para formar moléculas de agua
Este tipo de reacciones son especialmente útiles como técnicas de análisis cuantitativo en análisis volumétrico y se conocen como valoraciones ácido-base En este caso se puede usar una disolución indicadora para conocer el punto en el que se *a alcanzado la neutralización completa
/na reacción ácido-base o reacción de neutralización es una reacción qu'mica que ocurre entre un ácido y una base produciendo una sal y agua !a palabra ;sal; describe cualquier compuesto iónico cuyo catión provenga de una base 2"aF del "a#$3 y cuyo anión provenga de un ácido 2%l- del $%l3 !as reacciones de neutralización son generalmente exotérmicas, lo que significa que desprenden energ'a en forma de calor 5e les suele llamar de neutralización porque al reaccionar un ácido con una base, estos neutralizan sus propiedades mutuamente 5e les conoce como también como reacción de doble sustitución o reacción de metátesis, esto es por que intercambian parejas de iones
Existen también métodos electroqu'micos para lograr este propósito como el uso de un p$-metro o la conductimétria 2.0 Pr#ctica de la neutrali*ación. !as neutralizaciones se producen de ;equivalente a equivalente; /n equivalente gramo es igual a la masa molar dividida la carga del ion por lo tanto I 2molaridad3Jcarga del ionK" 2normalidad3 !a fórmula que permite calcular volúmenes necesarios para neutralizar una sustancia es7 "= x A=K "9x A9
Existen varios conceptos que proporcionan definiciones alternativas para los mecanismos de reacción involucrados en estas reacciones, y su aplicación en problemas en disolución relacionados con ellas < pesar de las diferencias en las definiciones, su importancia se pone de manifiesto en los diferentes métodos de análisis, cuando se aplica a reacciones ácido-base de especies gaseosas o l'quidas, o cuando el carácter ácido o básico puede ser algo menos evidente El primero de estos conceptos cient'ficos de ácidos y bases fue proporcionado por el qu'mico francés
'. esarrollo eperimental 5e comenzó esta experiencia de laboratorio interpretando el concepto de titulación, para que as' se *iciera más fácil realizar la práctica !a experiencia se dividió en dos partes, la de neutralización acido fuerte-base fuerte y acido fuerte-base débil Primera parte
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En la neutralización acido fuerte-base fuerte se procedió a realizar los cálculos para la concentración del reactivo l'quido concentrado y utilizando la relación de dilución, A=%=KA9%9,también se calculó el volumen de ácido concentrado que se debió tomar para diluirlo con agua destilada *asta 9>>ml y obtener la solución de $%l, se empleó una solución de "a#$, base fuerte soluble en agua, se pesó la cantidad de "a#$ necesaria para preparar 9>>ml de una solución >=I, se disolvió en agua destilada y se llevó a un volumen final de 9>>ml en el matraz aforado
. Resultados y an#lisis
Primera parte! ml P4 > =,=& 9 =,&9 B =,B@ @ =,@D 8 =,LB => &,=L =>,B =>,B9 Punto inal =9,B ==,D8 =B,B ==,L Tabla +5 1 Acido uerte$6ase uerte
!uego de tener los cálculos se realizó el montaje de la bureta, se llenó con ayuda de un beaer y un embudo, *asta tener =B ml con solución de "a#$ >=I, se tomó =>ml de la solución de $%l >=I se a4adió en el erlenmeyer, y se le agrego D gotas de indicador orgánico
3e(unda parte En la de ácido fuerte-base débil se procedió de una forma parecida se calculó la molaridad de las soluciones y se utilizó la relación de dilución, A =%=KA9%9 luego de *aber calculado el volumen de cada solución se diluyo con agua destilada *asta 9>>ml en un matraz el cual fue rotulado
7r#ica. Acido uerte$6ase uerte
5e realizó el montaje de la bureta, la cual se llenó con ayuda del beaer y un embudo *asta =9 ml con solución de $%l >=I 5e tomo 9> ml de la solución de "$ & >=I, se a4adió en el erlenmeyer, y se le agrego una gota de fenolftale'na
3e(unda parte! ml P4 > =>,L& 9 L,89 B L,&8 @ 8,L9 8 8,9> 8,D ,B =>,D 9,=9 Punto inal =9,D =,88 =B,D =,= =@,D =,DL Tabla +5 2 Acido uerte$6ase d&bil
6ara ambos procedimientos, se midió el p$ del ácido y se registró en una tabla como el primer valor de p$, después se comenzó a gotear la solución que se encontraba en la bureta sobre la solución que se encontraba en el erlenmeyer, se realizó lectura de p$ cada 9 ml de "a#$ para el primer procedimiento y "$ & para el segundo, y se procedió de esta forma *asta que se alcanzó el punto de equivalencia que se reconoció en el primer procedimiento por un cambio de color del indicador orgánico de violeta a verde, y en el segundo procedimiento cuando la fenolftale'na cambio de rosado a incoloro
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2. 3e(9n la relación de neutrali*ación: )a%a;)b%b: <"u& cantidad de #cido debió consumirse: teóricamente: durante la titulación eperimental= R8 Acido uerte$6ase uerte. Aa%aKAb%b Acido uerte$6ase d&bil. Gráfca. débil.
Acido
uerte-Base
Aa%aKAb%b
En esta experiencia se obtuvo un cambio de color de violeta a verde en el procedimiento acido fuerte-base fuerte a los =>,Bml de $%l disueltos en "a#$ y un cambio de color de rosado a incoloro en la práctica de ácido fuerte-base débil a los =>,Dml de $%l igualmente disueltos en este caso en "$&, dando un punto exacto de neutralización, es decir: donde el equivalente gramo del ácido era igual al de la base Esto fue posible a que se a4adió con sumo cuidado el $%l contenido en la bureta, a una buena apreciación de los volúmenes de la base y el ácido, y a un movimiento constante en c'rculo del erlenmeyer donde estaba contenido el "a#$ y el "$& para su respectivo procedimiento, y as' saber cuan cerca de la neutralización se estaba %omo podemos apreciar estos volúmenes estuvieron muy aproximados por lo que el resultado de las neutralizaciones fue bastante parecido
'.
1. %omparar las curvas de la (raicas reali*adas con las "ue se encuentran en la literatura y mencionar 2 caracter-sticas o aspectos resultantes de la comparación. R8 -El p$ de la solución cambia durante el transcurso de la misma, el p$ se gráfica contra el volumen de base o ácido agregado, para acido fuerte-base fuerte el 6$ aumenta mientras que para acido fuerte-base débil disminuye -!a curva de ácido fuerte-base fuerte el 6$ sufre una brusca variación en el punto final y es exponencial, en la curva de ácido fuerte-base débil base es logar'tmica
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0. 6iblio(ra-a M=N %at*erine $ousecroft 0uimica )norganica1 Editorial 6earson 6rentice )tal 9da edición Enero 9>>9 M9N < Aogel, ed Oapeluz: 0u'mica , Slorida
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