UN I V E R S I D A D AL A S PE R U A N A S FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA
Escuela Académico Profesional de Arquitectura Escuela Académico Profesional de Ingeniería Ambiental
2011
PRÁCTICA: 3 TITULACIONES CONDUCTIMETRICA.
MÉTODOS MODERNOS DE ANÁLISIS CONTAMINANTE.
DEDICATORIA: Este presente trabajo está dedicado a nuestro creador y salvador del planeta. 29/09/2011
AÑO: DEL CENTENARIO DE MACHUPICCHU MACHUPICCHU PARA EL MUNDO.
UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS. FACULTAD DE
INGENIERIA INGENIERI A AMBIENTAL AMBIENTAL..
PRÁCTICA: 3 TITULACIONES CONDUCTIMETRICA. CATEDRA
: Dra. ROSA GALINDO PASACHE.
CICLO
:
ESTUDIANTE
: CÓRDOVA BULEJE, JOEL CRISTHIAN.
VI.
ICA – PERÚ 2011.
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INDICE. Caratula…………………………………………… Caratula………………… ………………………………………………….……………………………… ……………………….…………………………………………….. ……………..PAG.1
CAPITULO I…….………………… …….……………………………..………………………………………… …………..………………………………………………………………………………….… ……………………………………….….……PAG.4 FORMULACION DEL PROBLEMA, HORIZONTES, DELIMITACION Y OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION. 4.1 PROBLEMA PRINCIPAL. 4.2 PROBLEMAS ESPECIFICOS. 4.3 HORIZONTES DE LA INVESTIGACION. 4.4 DELIMITACION DE L AINVESTIGACION.
Objetivos de la investigación...………………………………………………………..……..…………PAG.5 5.1 objetivo general. 5.2 objetivo especifico. CAPÍTULO II………………………… ………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… …………………………………………..……………….… ………..……………….…PAG.6 INTRODUCCIÓN IMPORTANCIA Y JUSTIFICACIÓN A LA CONDUCTIMETRÍA. Resistencia, conductancia y Conductimet Conductimetría ría………………………….…………….…….... ....PAG.7 PAG.7
Variación de la Conducti Conductimetría…………………….…… metría…………………….…………………………………………… ……………………………………….…..…PAG.8
.....PAG.9 PAG.9 Importancia y justificación de la investigación…… investigación……………………………………… ………………………………….…..... Fundamentos teóricos de la investigación…………………………………………….…..……PAG.10 Practica titulación conductimetrica…………………………..……………….……………….….... ....PAG.11 PAG.11 Objetivos de la práctica Materiales y reactivos. Preparación de soluciones…………………….……………………….………………………………...…PAG.13 Datos experimentales .…………………….……………………………………….…………..…………... ...PAG.14 PAG.14
CAPÍTULO III…………………………… ………………………………………………….……………………………… …………………….…………………………………………………………… ……………………………..…….…….…PAG.18 Conclusiones, recomendaciones recomendaciones y bibliografía.
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4 CAPITULO I FORMULACIÓN DEL PROBLEMA, HORIZONTES, DELIMITACIONES Y OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN.
1.1.1 PROBLEMA PRINCIPAL 1. ¿será posible poder Determinar por titulación conductimetrica la concentración de soluciones de ácido clorhídrico (HCl) y de ácido acético (CH 3COOH)?
1.1.2 PROBLEMAS P ROBLEMAS ESPECÍFICOS ESPECÍFICOS 1. ¿De qué manera podremos determinar la titulación conductimetrica la concentración de soluciones de ácido clorhídrico (HCl) y de ácido acético (CH3COOH)? 2. ¿De qué manera influye la determinación conductimetrica en la formación de nuestra profesional? profesional?
1.2 HORIZONTES DE LA INVESTIGACIÓN Este trabajo encierra solo Ica cercado contando con limitaciones en lo económico para extender la investigación sobre este tema.
1.3 DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN 1.3.1 DELIMITACION ESPACIAL Este trabajo se realizó realiz ó en el labora laboratorio torio de química UAP.
1.3.2 DELIMITACIÓN TEMPORAL Este trabajo se elaboro en el mes de septiembre del año 2011.
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1.4 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN 1.4.1 OBJETIVO GENERAL Demostrar de qué manera influyen las aplicaciones las aplicaciones de instrumentos para minimizar los efectos atmosféricos en el ambiente
1.5.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ES PECÍFICOS Este trabajo tiene los siguientes objetivos específicos:
1. Determinar que podemos determinar la titulación conductimetrica la concentración de soluciones de ácido clorhídrico (HCl) y de ácido acético (CH3COOH) mediante instrumentos del laboratorio. 2. Determinar que el uso o aplicaciones análisis instrumental influye en la determinación de la titulación conductimetrica la concentración de soluciones de ácido clorhídrico (HCl) y de ácido acético (CH 3COOH).
Agregado:
como
futuros
ingeniero
ambientales tenemos la gran
misión
de
minimizar
los
impactos ambientales negativos y aplicar un desarrollo que satisface
las necesidades necesidades del
presente sin poner en peligro la capacidad de las generaciones
futuras
para
atender
sus
propias necesidades. A través de una buena aplicación del desarrollo sustentable.
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6 CAPITULO II INTRODUCCIÓN, IMPORTANCIA JUSTIFICACIÓN A LA CONDUCTIMETRÍA. 2.1 INTRODUCCION. El transporte de la corriente eléctrica a través de conductores metálicos es realizado por el movimiento de los electrones del metal, bajo la acción de una diferencia de potencial aplicada. En este caso, por tratarse de un solo tipo de transportador (electrones), puede considerarse al conductor electrónico como homogéneo, y para él es válida la Ley de Ohm
R
V
(1
I
Donde R es la resistencia del conductor (en Ohm, ), V es la diferencia de potencial aplicada (en voltios, V ) e I es la intensidad de corriente que circula a través del conductor (en amperios, A).
En el caso de las disoluciones electrolíticas, la corriente es transportada por los iones de la disolución, los cuales se mueven en distintos sentidos (de acuerdo con el signo de su carga) bajo la acción del campo eléctrico producido por la diferencia de potencial aplicada. En este caso, el conductor iónico
también puede considerarse como homogéneo (siempre y cuando no existan
fuerzas mecánicas o viscosas aplicadas), y al igual que el conductor electrónico, seguirá la Ley de Ohm (Ec. 1). Esta propiedad de conducir la corriente que poseen las disoluciones electrolíticas es la base de la Iónica, una de las áreas del conocimiento dentro de la Electroquímica, y una de las primeras en
desarrollarse.
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Resistencia, conductancia y conductividad: En ausencia de un campo ca mpo eléctrico, los iones que constituyen un conductor iónico se encuentran en un constante movimiento al azar, de manera que la distancia efectiva recorrida por los iones en su conjunto es nula. Este movimiento se origina por acción de fuerzas térmicas y de convección. Ahora bien, cuando se somete a dichos iones a la acción de un campo eléctrico, los mismos se moverán, en un sentido u otro, de acuerdo con su carga, fenómeno que se conoce como migración iónica . En estas condiciones, se puede considerar a la disolución como un conductor, que obedece a la Ley de Ohm. Consideremos la representación de una porción disolución (Fig. 1) en la que la resistencia R correspondiente correspondiente vendrá dada por:
R
l
(2
A
Donde es la resistividad (en ohm.cm) de la disolución, l es la longitud (-distancia entre los planos considerados - en cm) del conductor y A es el área de sección transversal (en cm2) del conductor.
Secci
Longit
Figura 1. Porción de disolución
Variación de la conductividad con la concentración La conductancia molar depende de la concentración del electrolito. Sería independiente de la misma si la conductividad fuese directamente proporcional a la concentración, pero esto no es así debido a que la interacción entre los iones es disociativa a concentración baja y asociativa a concentraciones concentraciones altas. M é t o d o sm o d e r n o sd ea n á l i s i sc o n t a m i n a n t e . b i o t a a 1 @ h o t m a i l . c o m
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En la Fig. 2 se muestra la variación de la conductividad con la concentración para distintos electrolitos. El c omportamiento omportamiento general es el mismo para todos los electrolitos. Existe un aumento inicial de la conductividad a medida que a Aumenta la concentración hasta un valor.
Titulaciones conductimétrica co nductimétricass Figura 7. Curva de titulación conductimetrica de un ácido fuerte con una base fuerte
Se muestra la gráfica de conductancia vs. Volumen de
NaOH
agregado
durante
la
valoración
conductimetrica de una disolución de HCl con NaOH. A medida que se agrega el reactivo valorante (NaOH), los H+ del HCl van siendo consumidos por los OH - para formar agua. Estos H + son progresivamente sustituidos por iones Na+, los cuales poseen una menor conductancia iónica que los H +, y por lo tanto la conductancia de la disolución disminuye. Luego del punto equivalente, el exceso de iones Na + y OH- provoca el aumento de la conductancia de la disolución verificándose la segunda recta que se muestra en la figura. La pendiente de la recta correspondiente a la fase final de la valoración (más allá del punto equivalente) es menor que la pendiente inicial debido a que la suma de las conductividades conductividades iónicas del Na+ y el OH- es menor que la correspondiente suma para los iones H+ y Cl-.
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2.2 IMPORTANCIA Y JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN 2.2.1 IMPORTANCIA Y JUSTIFICAC JUSTIFICACIÓN IÓN
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Este presente documento es importante porque se está dando inicio con la aplicación del análisis instrumental instrumental para determinar determinar un desperfecto en nuestro ambiente ambiente , sabemos que toda materia presenta una conductividad sea menos o mayor como por ejemplo podemos decir que la conductividad del agua es 325μS/Cm y que esta por motivos distinto de la actividad minera , agrícola y entre otras contamina vertiendo desechos tóxicos en ese espacio entonces podernos determinar por medio de instrumento como el conductimetro la conductibilidad de este medio y mediante tablas hacer una comparación si esta se encuentra en los LMP, si tuviera dentro del rango no hay preocupación pero si hay que tener precaución en los vertidos que se puedan aumentar, si estuviera fuera del LMP, se tendría que notificar a la empresa vertedora y hacer un tratado al medio contaminado por los distintas biota que puede existir.
Río Rímac es el más contaminado por vertimiento de aguas residuales
Lima, 10 de Septiembre del 2009 - Las aguas residuales son el resultado de las aguas utilizadas por
los
pobladores
ya
sea
en
actividades
domésticas o mineras e industriales. Un equipo de técnicos del Ministerio del Ambiente visitó las cuencas de los ríos Rímac, Mantaro, Chili, Lago Titicaca Titic aca
y la Bahía de Ferrol; con la finalidad de
realizar un diagnóstico de la situación actual y elaborar el programa para rehabilitar estas cuencas que abastecen con recursos hídricos a 8 regiones del país.
Instrumento de medición conductimetrica.
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2.3 FUNDAMENTOS TEÓRICOS DE LA INVESTIGACIÓN 2.3.1 DEFINICIONES Y CONCEPTOS BÁSICOS
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Conductimetría: Es un método analítico basado en la conducción eléctrica de los iones en solución, que se utiliza para medir la molaridad de una disolución, determinada por su carga iónica, o salina, de gran movilidad entre dos puntos de diferente potencial. potencial. La conductividad conductividad eléctrica es un u n fenómeno de transporte en el cual la carga eléctrica (en forma de electrones o iones) se mueve a través de un sistema.
Celdas : las celdas pueden tener diferentes configuraciones físicas dependiendo de las necesidades de la medida, que pueden incluir consideraciones acerca de su volumen o espacio (Fig. 5).Figura 5. Esquema de una celda de conductividad
Aplicaciones de las medidas conductimétricas Como se comentó previamente, las medidas conductimétricas rara vez se utilizan para medir la concentración de un determinado electrolito. Por el contrario, resultan útiles para medir la concentración total de electrolitos.
Determinación de la salinidad del agua de mar La salinidad total es una medida del contenido total de sales disueltas en una disolución y es de particular importancia su determinación en el agua de mar. La salinidad del agua de mar es debida, entre otros electrolitos, al NaCl, KCl y MgCl 2 y su contenido total es determinante de procesos biológicos tan diversos como el desove y la migración de los peces. La medida de salinidad se realiza en una escala basada en una disolución de KCl. Así, un valor de salinidad de 35 ‰ a 15 ºC es equivalente a la conductividad de una disolución de KCl conteniendo
32.4356 g de KCl en 1 kg de disolución.
Control de la pureza del agua El agua corriente suministrada por las cañerías posee un contenido de electrolitos que no es adecuado para su uso en los laboratorios. Esta agua puede aser as er purificada por destuilación, intercambio iónico o por métodos combinados de intercambiadores y membranas para ósmosis inversa. Se puede medir el grado de purificación alcanzado midiendo la conductividad total del agua producida. Los equipos que purifican el agua a un nivel de 10 -9 M tienen incorporado un sistema de medición contínua de la
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conductividad. En la Fig. 8 se resumen los rangos de valores de conductividad para distintos tipos de aguas.
El agua comúnmente utilizada en Electroquímica Electroquímica es de calidad ultrapura, en la que la resistivid r esistividad ad debe de alcanzar un valor mayor que 18 M cm-1. La misma se consigue luego de realizar una triple destilación, seguida de intercambiadores catiónico y aniónico y ósmosis inversa. La resultante debe fluir por filtros de carbón activado y de membrana de acetato de celulosa de 0,33 m de diámetro.
PRACTICA N°3 TITULACION CONDUCTIMETRICA. CONDUCTIMETRICA. Objetivo de esta práctica: determinar titulaciones conductimétricas en soluciones. Materiales utilizados en esta práctica. Conductimetro: Es un dispositivo diseñado para medir una característica de todos los materiales que es la conductividad. la conductividad se mide en siemens*m2/m, o lo que es lo mismo sm*m. siemens es una unidad, por el área transversal del conductor, sobre la longitud del conductor (un conductor mas "grueso" conduce mas y uno más largo menos).
Gráficos:
Acido acético: El ácido acético, ácido metilencarboxílico metilencarboxílico o ácido etanoico, se puede encontrar en forma de ion acetato. Éste es un ácido que se encuentra en el vinagre, siendo el principal responsable de su sabor y olor agrios. Su fórmula es CH3-COOH (C2H4O2). Agua destilada. Es aquella que como todo tipo de agua su composición se basa en la unidad de moléculas H2O, solo que se le han eliminado las impurezas e iones mediante la destilación.
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Vasos de precipitados.
Sirve
para
medir volumen de líquidos y también para calentar y mezclar sustancias. MEDIDASML O C 2000, 1000 900, 500 300, 200 150, 140 100, 80.
Agitador. Es un instrumento, usado en
los
laboratorios
consistente regularmente
de química,
en una varilla de vidrio que sirve
para mezclar o revolver por medio de la agitación de algunas sustancias.
Termómetro. Instrumento que mide la temperatura en grados centígrados o Fahrenheit.
Acido clorhídrico: Es una disolución acuosa del gas cloruro de hidrógeno (HCL). esta disolución resulta un líquido transparente o ligeramente amarillo, que en estado concentrado produce emanaciones de cloruro de hidrógeno (de ahí el nombre de sal fumante) Hidróxido
de
o hidróxido
sodio.
(NaOH) NaOH)
sódico,
también
conocido cáustica o soda
como sosa cáustica, es
un hidróxido cáustico usado industria (principalmente una base química) química) fabricación y detergentes.
Pipeta. que
Instrumento se
utiliza
en la como
en
la
de papel, tejidos,
de para
laboratorio medir
o
transvasar pequeñas cantidades de líquido1.2 1 10 5 2.
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SOLUCIÓN PATRÓN: CH3COOH 0.020M ,HCl 0.015m 0.001M en NaOH 0.100M
Preparar 100ml. de
PROCEDIMIENTO:
Medir con una pipeta volumétrica 500 ml de solución de CH 3COOH 0.020m y 20mlde
HCl 0.015 y depositarlo en un vaso de 200ml de capacidad agregar al vaso 80 ml de agua destilada de baja conductividad. Colocar en el vaso una barra de agitación magnética y agitar la solución para
homogenizar detener detener la agitación a gitación,, medir su temperatura temperatura introducir introducir en el vaso la celda de imersion y leer la conductancia de la solución. Añadir exactamente 0.2ml de NaOH0.100m con una micro pipeta de 10ml y
nuevamente nuevamente agitar la soluciona y leer la conductancia, conductancia, proceder de manera manera similar para agregados de 0.2 en 0.2ml de NaOH hasta completar 3.0ml y luego 0.5ml en 0.5ml hasta completar 15ml.
Grafica la conductancia corregidas por (V/v)/V versus los ml de NaOH agregados.
Solución 100 ml de CH3COOH
Solución 100 ml de NaOH
Solución 100 ml de HCl
Tener en cuenta: N: Normalidad de concentración, M: Peso molecular V: volumen.
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DATOS EXPERIMENTALES OBTENIDOS: AGREGANDO 0.2 NaOH Volume (ML)
TEMPERATURE (°C).
RESISTANCE. μS/Cm
AGREGANDO 0.5 NaOH TEMPERATURE (°C).
Volume (ML)
RESISTANCE. μS/Cm
150
25.3
696
106.8
23.7
780
105.2
23.2
76.6
107.3
24.3
808
105.4
24
451
107.8
24.1
793
105.6
24.3
63.4
108.3
24.2
821
105.8
24.2
705
108.8
24.2
815
106
24.3
703
109.3
24.6
648
106.2
24.3
702
109.8
24.2
624
106.4
24.1
728
110.3
24.3
934
106.6
24.5
736
110.8
24.5
996
106.8
23.9
749
111.3
24.1
1112
Se puede observar que en este cuadro la resistencia la tenemos en unidades de (microsiever/ (microsiever/ centímetros) la cual cua l debemos de transfórmala a unidades de siemens, luego tener potencia en unidades de voltios/ centímetros para poder graficar en papel milimetrado. Deducimos que: S= Siemens s = μS/10^6 reemplazando datos tenemos lo siguiente:
RESISTANCE. μS/Cm
s = μS/10^6=ohmios/ cm
696
0.000696
76.6
RESISTANCE. μS/Cm
s = μS/10^6= ohmios/ cm
780
0.00078
0.0000769
808
0.000808
451
0.000451
793
0.000793
63.4
0.0000634
821
0.000821
705
0.000705
815
0.000815
703
0.000703
648
0.000648
702
0.000702
624
0.000624
728
0.000728
934
0.000934
736
0.000736
996
0.000996
749
0.000749
1112
0.001112
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Ahora obtenemos potencia: P =I*R = ohmios/cm
s = μS/10^6=voltios/ cm
P =I*R = ohmios /cm
s = μS/10^6=voltios/ cm
P =I*R = ohmios /cm
0.000696
0.000696
0.00078
0.00078
0.0000769
0.0000769
0.000808
0.000808
0.000451
0.000451
0.000793
0.000793
0.0000634
0.0000634
0.000821
0.000821
0.000705
0.000705
0.000815
0.000815
0.000703
0.000703
0.000648
0.000648
0.000702
0.000702
0.000624
0.000624
0.000728
0.000728
0.000934
0.000934
0.000736
0.000736
0.000996
0.000996
0.000749
0.000749
0.001112
0.001112
CUADRO GENERAL A GRAFICAR. Volumen.(0.2ml) 150
Resistencia. Ohmios /cm.
Volumen.(0.5 ml)
Resistencia. ohmios /cm.
0.000696
106.8
0.00078
105.2
0.0000769
107.3
0.000808
105.4
0.000451
107.8
0.000793
105.6
0.0000634
108.3
0.000821
105.8
0.000705
108.8
0.000815
106
0.000703
109.3
0.000648
106.2
0.000702
109.8
0.000624
106.4
0.000728
110.3
0.000934
106.6
0.000736
110.8
0.000996
106.8
0.000749
111.3
0.001112
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16 CAPITULO III
CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y BIBLIOGRAFIA. 3.1 CONCLUSIONES: 3.1.2 Se concluye que los datos obtenidos son experimentales, y que estos pueden variar de acuerdo a su concentración.
3.1.3 Se concluye que la aplicación de una metodología científica influye en la obtención de datos de titulación..
3.2 RECOMENDACIONES: 3.2.2 Se recomienda que el lector amplíe mas este tema con nuevos datos experimentales.
3.2.3 Se recomienda que toda experimentación debe estar bajo una metodología científica para obtener datos positivos.
3.3 BIBLIOGRAFIA. http://luisamariadelcarmen.blogspot.com/ http://www.ciens.ucv.ve:8080/generador/sites/martinezma/archivos/Titulaciones%20Conductimetricas.pdf http://catedras.quimica.unlp.edu.ar/qa2/guias/2010-TP08Titulaciones_Conductimetricas.pdf
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