LAB. QUIMICA ANALITICA CUANTITATIVA (QMC 212)
PRACTICA N° 8 TÍTULO: DETERMINACION DE MUESTRAS ALCALINAS. OBJETIVO: Determinar la acidez de soluciones de Na2CO3 NaO! con !Cl OBJETIVOS ESPECIFICOS: Normalizar las disoluciones disoluciones "ara su concentraci#n e$acta. e$acta. A"licar los "rinci"ios de neutralizaci#n %ue ri&en las reacciones acido' (ase. •
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)re"arar una soluci#n "atr#n de NaO! !Cl a"ro$imadamente *.+N titularla "ara ,allar su concentraci#n e$acta.
FUNDAMENTO TEÓRICO: Determinai!n "e ai"e# La acidez de una sustancia se "uede determinar "or m-todos olum-tricos. /sta medici#n se realiza mediante una tit$%ai!n0 la cual im"lica siem"re tres a&entes o medios1 el titulante0 el titulado o analito el indicador. indicador. Cuando un 4cido una (ase reaccionan0 se "roduce una reacci#n5 reacci#n %ue se "uede o(serar con un indicador. Un e6em"lo de indicador0 el m4s com7n0 es la 8enol8tale9na C 2* !+: O:0 %ue ira cam(ia de color a rosa cuando se encuentra "resente una reacci#n 4cido'(ase. El a&ente titulante es una (ase una (ase00 el a&ente titulado es el 4cido o la sustancia %ue contiene el 4cido 4cido.. El "rocedimiento se realiza con un e&$i'( "e tit$%ai!n %ue consiste en una (ureta0 un aso de "reci"itado0 "reci"itado0 un so"orte uniersal uniersal un anillo con su nuez. Se adicionan dos o tres &otas de 8enol8tale9na o colorante se comienza a titular de6ar caer &ota a &ota del a&ente titulante so(re el titilado ,asta o(tener un li&ero ire a rosa en el caso de la 8enol8tale9na %ue dure 3* se&undos cuando m9nimo. Si es mu oscuro0 la titulaci#n ,a 8racasado. Se mide la cantidad de a&ente titulante &astado o )a*t( "e +$reta se utiliza la normalidad de normalidad de la sustancia. Se em"lea entonces la si&uiente 8#rmula1 Donde ;< = ;asto de (ureta >se mide en? mL. N = Normalidad del a&ente a&ente titulante. L.L.T.S
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)e% = u.m.a. del 4cido de muestra A = Alicuota en mL de muestra titulada. La 8#rmula determina la cantidad de &ramos del 4cido determinado "or litro de muestra Si %ueremos o(tener la acidez en 8unci#n del "orcenta6e entonces el )e% lo diidiremos entre +**. El )e% de una 4cido se calcula diidendo el )eso molecular entre el n7mero de iones !@+. )or e6em"lo1 el "eso e%uialente del !Cl es 30 a %ue su )M 'e*( m(%e$%ar es de 3 ! = + u.m.a @ Cl = 3B u.m.a solo tiene un ion ! @+. De esa 8orma se "uede determinar la acidez de cual%uier sustancia. Los a&entes titulantes a em"lear ar9an se&7n el 4cido a determinar. )or e6em"lo0 si %ueremos sa(er la acidez de 4cido oleico utilizaremos ,idr#$ido de "otasio O!0 o si amos a determinar 4cido l4ctico em"learemos ,idr#$ido de sodio NaO!. ,i"(* - +a*e* (ti"ian(* E6em"los de "ro"iedades de acidez o alcalinidad en com"uestos comunes1 + ,i"(* cido ac-tico C! 3COO!. ina&re conserante de alimentos. cido c9trico !3C!BOF. Aromatizante sa(or a lim#n. cido 8os8#rico !3)O:. Remoedor de #$ido en aleaciones de ,ierro 8os8atizante. cido (#rico !3
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C$r.a* "e .a%(rai!n
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Una cura t9"ica de aloraci#n de un 4cido di"r#tico0 4cido o$4lico0 titulado con una (ase 8uerte0 ,idr#$ido de sodio. Son isi(les los dos "untos de e%uialencia0 a +B 3* mL Las aloraciones se re"resentan mediante curas de aloraci#n0 en las %ue suele re"resentarse como aria(le inde"endiente el olumen aGadido de disoluci#n est4ndar0 titulante o "atr#n0 mientras la aria(le de"endiente es la concentraci#n del analito en la eta"a corres"ondiente de aloraci#n en una aloraci#n 4cido'(ase es &eneralmente el "! de la disoluci#n0 %ue cam(ia se&7n la com"osici#n de las dos disoluciones. En el caso de las aloraciones 4cido'(ase0 las curas de aloraci#n re8le6an la 8uerza del 4cido de la (ase corres"ondiente. )or e6em"lo0 en una aloraci#n de 4cido 8uerte con una (ase d-(il0 la cura de aloraci#n ser4 relatiamente lisa0 aun%ue mu escar"ado "ara "untos cerca el "unto de e%uialencia de la aloraci#n. En este caso0 "e%ueGos cam(ios en el olumen del alorante "roducen cam(ios &randes del "! cerca del "unto de e%uialencia. En este caso0 una am"lia &ama de indicadores ser9a a"ro"iada "or e6em"lo el tornasol0 la 8enol8tale9na o el azul de (romotimol. )or otro lado0 si uno de los com"onentes de una aloraci#n 4cido'(ase es un 4cido d-(il o una (ase d-(il0 el otro es un 4cido 8uerte o una (ase 8uerte0 la cura de aloraci#n es claramente irre&ular cerca del "unto de e%uialencia el "! no cam(ia HtantoH con la adici#n de "e%ueGos ol7menes de alorante. Va%(rai!n /i"(0+a*e C(%(r en me"i( Ran)( "e am+i( C(%(r en me"i( In"ia"(r /i"( "e (%(r +/*i( *.* ' +. ioleta Vi(%eta "e meti%( Amarillo A#$% "e Amarillo 3.* ' :. Azul +r(m(1en(% 3.+ ' :.: Amarillo Naran2a "e meti%( Ro6o Ro6o :.: ' .2 Amarillo R(2( "e meti%( Ro6o B.* ' .* Azul T(rna*(% Amarillo .* ' F. Azul A#$% "e L.L.T.S
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+r(m(tim(% Fen(%1ta%e3na Amari%%( "e a%i#arina
Incolora
.3 ' +*.*
Rosa
Amarillo
+*.+ ' +2.*
Ro6o
Me"i"a "e% '$nt( 1ina% "e $na tit$%ai!n ( .a%(rai!n !a di8erentes m-todos "ara determinar el "unto 8inal o "unto de e%uialencia1 Indicadores1 Son sustancias %ue cam(ian de color en res"uesta a un cam(io %u9mico. Indicador de "! o indicador 4cido'(ase1 Un indicador 4cido'(ase como la 8enol8tale9na cam(ia de color de"endiendo del "! del medio. Indicador Redo$. Una &ota de disoluci#n de indicador es aGadida al "rinci"io de la titulaci#n o aloraci#n5 cuando el color cam(ia0 se ,a alcanzado el "unto 8inal. )otenci#metro dosi8icador de la marca Metro,m. Conductancia1 La conductiidad de una disoluci#n de"ende de los iones "resentes en ella. Durante muc,as titulaciones0 la conductiidad cam(ia de modo si&ni8icatio. )or e6em"lo0 durante una aloraci#n 4cido'(ase0 los iones ! @ O!' 8ormando a&ua neutra0 ! 2O. Esto cam(ia la conductiidad de la disoluci#n. La conductancia total de la disoluci#n de"ende tam(i-n de los otros iones "resentes en la disoluci#n como los contraiones. No todos ellos contri(uen de i&ual manera a la conductiidad %ue tam(i-n de"ender4 de la moilidad de cada ion de la concentraci#n total de iones 8uerza i#nica. Lue&o0 "redecir el cam(io en la conductiidad es m4s di89cil %ue medirla. Cam(io de color1 En al&unas reacciones0 la disoluci#n cam(ia de color sin "resencia de indicador. Es 8recuente en aloraciones redo$0 "or e6em"lo0 cuando los di8erentes estados de o$idaci#n de "roductos reactios "oseen di8erentes colores. )reci"itaci#n1 Si se 8orma un s#lido en la reacci#n0 lue&o "reci"ita. Un e6em"lo es la reacci#n entre A& @ Cl' %ue 8orma una sal mu insolu(le0 A&Cl. Esto di8iculta determinar con "recisi#n el "unto 8inal. )or ello0 a eces se "re8iere ,acer una titulaci#n inersa. Una aloraci#n calorim-trica o titulaci#n isot-rmica usa el calor "roducido o consumido en la reacci#n "ara determinar el "unto 8inal. Es un m-todo im"ortante en (io%u9mica0 como en la determinaci#n de %usu(stratos se enlazan a las enzimas. •
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Titulaci#n termom-trica es una t-cnica mu ers4til. Se di8erencia de la anterior "or el ,ec,o de %ue no se determina un aumento o ca9da de tem"eratura como indicatio del "unto 8inal0 sino %ue se mide la velocidad de cambio de la temperatura . A%a%imetr3a La a%a%imetr3a ,ace re8erencia a la manera de ,allar el contenido de una soluci#n alcalina o tam(i-n de la determinaci#n de la cantidad de 4lcali de una soluci#n. El 4lcali suele ser #$ido0 ,idr#$ido o un car(onato del &ru"o de los alcalinos. /stos desem"eGan una 8unci#n de (ases 8uertes0 siendo (astante solu(les en a&ua0 como "or e6em"lo el amoniaco. Im'(rtania "e %a* reai(ne* "e ne$tra%i#ai!n (m( t4nia* "e an/%i*i* Este ti"o de reacciones son es"ecialmente 7tiles como t-cnicas de an4lisis cuantitatio en an4lisis olum-trico se conocen como aloraciones 4cido' (ase. En este caso se "uede usar una disoluci#n indicadora "ara conocer el "unto en el %ue se ,a alcanzado la neutralizaci#n com"leta. Al&unos indicadores son la 8enol8tale9na si las sustancias reaccionantes son 4cido clor,9drico e ,idr#$ido de sodio0 azul de sa8ranina0 el azul de metileno0 etc. E$isten tam(i-n m-todos electro%u9micos "ara lo&rar este "ro"#sito como el uso de un "!'metro o la conductimetr9a. Reacci#n de neutralizaci#n entre una (ase 8uerte un 4cido d-(il. El ani#n del 4cido su8re una ,idr#lisis "roduci-ndose aniones ,idr#$ido0 "or lo %ue el "! es J F. Reacci#n de neutralizaci#n entre una (ase d-(il un 4cido 8uerte. El cati#n de la (ase su8re una ,idr#lisis "roduci-ndose cationes ,idronio0 "or lo %ue el "! es K F. Reacci#n de neutralizaci#n entre entre una (ase d-(il un 4cido d-(il. El ani#n del 4cido su8re una ,idr#lisis al i&ual %ue el cati#n de la (ase0 "or lo %ue el "! es K F si es m4s d-(il la (ase es JF si es m4s d-(il el 4cido. La elecci#n del indicador adecuado "ara determinar el "unto de e%uialencia de"ender4 del "! 8inal0 %ue tiene %ue estar dentro del interalo en el %ue el indicador su8re el cam(io de color. E% '5 es una medida de acidez o alcalinidad de una disoluci#n. El "! indica la concentraci#n de iones ,idronio >!3O?@ "resentes en determinadas disoluciones. La si&la si&ni8ica '(tenia% 6i"r!)en( 0 '(tenia% "e 6i"r!)en( o '(tenia% "e 6i"r()eni(ne* pondus h ydrogenii o potentia h ydrogenii5 del lat9n pondus0 n. = "eso5 potentia0 8. = "otencia5 hydrogenium 0 n. = ,idr#&eno. Este t-rmino 8ue acuGado "or el %u9mico dan-s S. ). L. Srensen +'+30 •
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%uien lo de8ini# en +* como el o"uesto del lo&aritmo en (ase +* o el lo&aritmo del inerso de la actiidad de los iones ,idr#&eno. Esto es1 En disoluci#n acuosa0 la e*a%a "e '5 ar9a0 t9"icamente0 de * a +:. Son 4cidas las disoluciones con "! menores %ue F el alor del e$"onente de la concentraci#n es maor0 "or%ue ,a m4s iones en la disoluci#n alcalinas las de "! su"eriores a F. Si el disolente es a&ua0 el "! = F indica neutralidad de la disoluci#n. S(%$i!n +71er Diersas reacciones %u9micas %ue se &eneran en soluci#n acuosa necesitan %ue el "! del sistema se manten&a constante0 "ara eitar %ue ocurran otras reacciones no deseadas. Las soluciones re&uladoras0 o (78er 0 son ca"aces de mantener la acidez o (asicidad de un sistema dentro de un interalo reducido de "!. Estas soluciones contienen0 como es"ecies "redominantes0 un "ar 4cidoP(ase con6u&ado en concentraciones a"recia(les. La reacci#n de neutralizaci#n es una reacci#n entre un 4cido una (ase. ;eneralmente en las reacciones acuosas 4cido'(ase se &eneran a&ua una sal. MATERIALES REACTIVOS: MATERIALES
REACTIVOS Acido clor,9drico !Cl !idr#$ido de sodio NaO! Car(onato de sodio NaCO3 Naran6a de metilo Qenol8tale9na A&ua destilada
E9UIPOS
REACCIONES: Dilución de ácido fuerte
HCl(conc) + H2O →Cl- + H+
2HCl(dl) + N!2CO3(dl) → 2N!Cl(dl) + H2CO3(dl) Dilución de base fuerte
Valoración
N!OH → N!+ + OHL.L.T.S
"
LAB. QUIMICA ANALITICA CUANTITATIVA (QMC 212) Valoración
N!OH(dl) + HCl(dl) → N!Cl(dl) + H2O
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determinacion de la acidez
%&!l-!% lo) c!lc(lo) ('co) $!%! $%&$!%!% HCl !l 0.1N &n 200'l N!OH !l 0.1N &n 200'l $%&$!%!% )ol(con&) d& HCl !l 0.1N &n 200'l N!OH !l 0.1N &n 200'l +!lo%!con d& l!) )ol(con&) d& HCl N!OH
+!lo%!con d&l HCl
$&)!% N!CO3 d)ol+&% &n 25'l d& H2O
!!d% 2 ,o*!) d& n!%!n4! d& '&*lo +!lo%!% con l! )ol(con d& HCl o)&%+!% &l c!'o d& colo%!con
+!lo%!con d& N!OH '&d% 25'l d& l! )ol(con d& N!OH !!d% do) ,o*!) d& /&nol/*!l& n! +!lo%!% con l! )ol(con d& HCl o)&%+!% &l c!'o d& colo%!co n
$%&$!%!con d& l! '(&)*%!
'&d% 25'l d& +n!,%& d& '!n-!n! !/o%!% ! 200'l
d&*&%'n!c on d& l! !cd&-
coloc!% &n l! (%&*! l! )ol(con d& N!OH
'&d% 25'l d& l! )ol(con d& +n!,%& !!d% H2O d&)*l!d! $on&% do) ,o*!) d& /&nol/*!l&n! +!lo%!% con l! )ol(con d& N!OH
o)&%+!% &l c!'o d& colo%!con
OBSERVACIONES: •
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En cuanto a la "re"araci#n de las soluciones no ,u(o o(seraciones releantes a %ue las soluciones "resentaron coloraci#n cristalina. )ara la aloraci#n del !Cl se o(ser# la soluci#n de NaCO3 cristalino %ue al "oner la naran6a de metilo se torn# de color naran6a0 la cual cam(io de color con la aloraci#n de la soluci#n de !Cl demostrando un color m4s oscuro como &uindo. En la aloraci#n de NaO! se io %ue al aGadir a este la 8enol8tale9na cam(io de cristalino a color 8ucsia el cual se 8ue decolorando con la aloraci#n de la soluci#n de !Cl %uedando 8inalmente incoloro. Qinalmente se io la aloraci#n del ina&re de manzana %ue inicialmente "resenta(a una coloraci#n medio amarillenta %ue al 8inal se "udo a"reciar una coloraci#n rosa. Tam(i-n otra o(seraci#n 8ue %ue no se conta(a con su8iciente NaO! "or lo %ue tuimos %ue em"ezar la aloraci#n desde los +*ml en la (ureta.
CONCLUSIONES: •
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Se lo&r# determinar la concentraci#n del !Cl asi como la concentraci#n del NaO! la acidez del ina&re. Al 8inal "udimos o(serar %ue el ina&re %uedo de color rosa0 esto 8ue a causa de la 8enol8tale9na5 la 8enol8tale9na es un indicador de "! %ue en soluciones acidas "ermanece incolora "ero en "resencia de (ases toma un color rosado. La 8enol8tale9na reacciono al a&re&arle ,idr#$ido de sodio en la sustancia. Conociendo la Normalidad los cent9metros c7(icos de soluci#n a "re"arar se "uede conocer los &ramos de 4cido o (ase necesarios "ara "re"ararlas. tam(i-n se "uede sa(er %ue tan acida o %ue tan (4sica es un soluci#n El estudio de las soluciones "osee una &ran im"ortancia0 a %ue se "uede decir %ue es la (ase de la industria %u9mica. La titulaci#n "or m-todo olum-trico "ermite ealuar la concentraci#n desconocida del 4cido a tra-s de la concentraci#n a conocida del est4ndar "rimario. El "unto 8inal de la titulaci#n es llamado "unto de e%uili(rio %ue "uede conocerse &racias a los indicadores0 los cuales
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"ueden ariar sus concentraciones 89sicas de"endiendo del ti"o de soluci#n "resente. Se "udo demostrar %ue con la auda de ciertos est4ndares "rimarios es m4s sencilla la aloraci#n de las soluciones0 a %ue utilizando indicadores adecuados "ara cada soluci#n 8acilita la titulaci#n al o(serar el ira6e. Se a"rendi# a "re"arar soluciones con la misma concentraci#n0 donde el disolente es a&ua0 nin&una de estas soluciones "resento cam(io de tem"eratura0 lo %ue nos muestra %ue las reacciones son erdaderas. En el caso del ina&re de concluo %ue este se encontra(a como acido lue&o la coloraci#n rosa demostr# %ue lo lleamos a medio (4sico. Los 4cidos or&4nicos "resentes "or e6em"lo en el ina&re de manzana son res"onsa(les del sa(or0 olor0 aroma0 (rillantes0 esta(ilidad del alimento.
CUESTIONARIO: ; <+$*ar en %a +i+%i()ra13a e% inter.a%( "e .ira2e "e %a 1en(%1ta%e3na - "e anaran2a"( "e meti%(= In"ia"(re* /i"(*: In"ia"(re* Anaran2a"( "e meti%( In"ia"(re* +/*i(*: In"ia"(re* Fen(%1ta%e3na
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%$BIBLIOHRAFÍA )rinci"ios Reacciones. .L. Masterton C.N. !urle:a o Edici#nEditorial T,omson UIMICA Martin S. Sil(er(er&2a Edici#nEditorial Mc ;ra !ill ,tt"1PP%uimica"aratodos.(lo&cindario.comP2**P*FP***22'como',allar' o la'normalidad'de'una'solucion.,tml Crist#(al alenzuela Cala,orro +B. u9mica ;eneral1 Introducci#n o a la %u9mica te#rica. Uniersidad de Salamanca. ". 3**.
