PRCTICA DE LABORATORIO N8-QU-142-UNSCH

UNIVESIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGAFACULTAD DE INGENIERA QUMICA Y METALURGIADepartamento Acadmico de Ingeniera Qumica ESCUELA DE FORMACIN PROFESIONAL DE INGENIERA QUMICA

Laboratorio de Qumica BASIGNATURA: QU-142 QUMICA IIPRCTICA N 9EQUILIBRIO INICO (pH, pOH Y SOLUCIONES REGULADORAS)PROFESOR DE TEORIA: Ing. VARGAS CAMARENA, MauroPROFESOR DE PRCTICA: Ing. VARGAS CAMARENA, MauroALUMNO: PREZ HUALLPA, Roel P.DIA DE PRCTICAS: Martes HORA: 7-10 am MESA: CFECHA DE EJECUCIN: 26 de Julio FECHA DE ENTREGA: 31 de Julio

AYACUCHO PER2012EQUILIBRIO INICO(pH, pOH Y SOLUCIONES REGULADORAS)I. OBJETIVOS: Preparar soluciones reguladoras de pH conocido utilizando soluciones acuosas de cidos y bases dbiles y su correspondiente sal. Construir la curva de valoracin de un cido y una base y determinar el punto de equivalencia y pH de reacciones de neutralizacin, mediante el uso del medidor de pH. Preparar soluciones reguladoras de pH conocido utilizando soluciones acuosas de cidos y bases dbiles y su correspondiente sal. Determinar el valor del pH de las soluciones amortiguadoras utilizandopapel de indicador universalde pH,indicadorcido-base y el peachmetro y la variacin del pH en soluciones amortiguadoras al agregarle pequeas cantidades decidoso bases fuertes y la variacin de temperatura.

II. REVISIN BIBLIOGRFICAEl potencial de hidrogeno (pH) se utiliza para expresar las concentraciones muy bajas del ion hidrogeno (H+) en solucin acuosa.pH = -log [H+]El equilibrio inico estudia en forma analtica (cualitativa y cuantitativa) la disociacin o ionizacin parcial de un electrolito dbil (cidos bases dbiles, sales hidrolizables y sales poco solubles en agua9 en solucin acuosa, encontrndose en dicho equilibrio la presencia de iones (producto de la disociacin) y molculas o unidades formula no disociadas del electrolito.Una solucin buffer o tampn o amortiguadora es una mezcla de un cido dbil y una base dbil, la cual se puede obtener mezclando un cido dbil con una de sus sales correspondientes, tampn cido, puesto que el anin del cido es una base dbil. El cido dbil reacciona con cual quien cantidad de OH- agregado, mientras que el papel de la base dbil es consumir el H+ que pueda haberse introducido. Esto impide que se perturbe en mayor grado el equilibrio:H2O H+ + OH-Y del cual dependa el pH mayor de la solucin.El efecto amortiguador de estas soluciones se presenta cuando se les agrega pequeas cantidades de cidos fuertes o bases fuertes. Esta reaccin puede determinarse fcilmente sobre la base del equilibrio que predomina en el sistema aplicando el teorema de Chatelier y teniendo en cuenta que siempre que un cido esta en presencia de dos bases reacciona con aquella que produzca la sustancia ms estable o que posee la menor constante de disociacin y lo mismo puede decirse si se trata de una base en presencia de dos cidos.Existen soluciones que pueden resistir en un amplio rango los cambios de pH cuando se le agregan cidos y bases. Estas soluciones son llamadas reguladora amortiguadora, tampn o buffer. Tienen tambin importancia en la regulacin del pH de la sangre.Una solucin reguladora requiere dos componentes. Uno de ellos debe ser capaz de neutralizar las bases y el otro los cidos. Para esto, la solucin reguladora est formada por:a) mezcla de un cido dbil y la base conjugadab) mezcla de una base dbil y el cido conjugadoEjemplo: se puede preparar un Buffer mezclando en medio acuoso cido actico (CH3COOH)y acetato de sodio (CH3COONa), sal que contiene la base conjugada CH3COO-. Del mismo modo, se puede obtener una solucin reguladora mezclando en partes iguales amoniaco (NH3) y cloruro de amonio (NH4Cl).Ejemplo 1:CH3COOH + H2O H3O+ CH3COO-

CH3COONa CH3COO- + Na+III. MATERIALES, EQUIPOS E INSTRUMENTOS DE LABORATORIO Y REACTIVOS QUMICOS UTILIZADOS. Tubos de ensayo Bureta graduada de 25 mL (4) Pinza para bureta Balanza electrnica, 0,01 g de precisin Vaso de precipitado de 250 mL Pipeta graduada de 5 mL Probeta graduada de 100 mL Bombilla de goma Fiola de 500 mL Gradilla para tubos Papel indicador universal Fiola de 1 L Medidor de pH Luna de reloj Piseta

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Reactivos qumicos HCl concentrado CH3COOH concentrado NH4OH concentrado NaOH en cristales Ftalata acido de potasio en cristales NaCH3COO solido NH4Cl solido Na2CO3

Indicadores Rojo de metilo Anaranjado de metilo Azul bromotimol Fenolftalena

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL1. Coloracin caractersticas de algunos indicadores en medio acido, bsico y neutro Primeramente enumeramos los tres tubos de ensayo limpios y colocamos en cada tubo aproximadamente 1 mL de HCl 0,1 M, 1 mL de NaOH 0,1 M y 1 mL de agua destilada. Luego agregamos una gota de indicador anaranjado de metilo a los tubos 1, 2 y 3. Anotamos las coloraciones que observamos en las soluciones de cada tubo. Luego agregamos una gota de indicador rojo de metilo a los tubos 1,2 y 3. Anotamos las coloraciones que observamos en las soluciones de cada tubo. Luego agregamos una gota de indicador azul bromotimol a los tubos 1, 2 y 3. Anotamos las coloraciones que observamos en las soluciones de cada tubo. Luego agregamos una gota de indicador fenolftalena a los tubos 1, 2 y 3. Anotamos las coloraciones que observamos en las soluciones de cada tubo.2. Determinacin del punto de equivalencia y pH de una reaccin de neutralizacin por titulacin utilizando el medidor de pH. El experimento programado debe realizar el profesor en forma demostrativa entre un cido fuerte (HCl 0,05 M con NaOH 0,5 M). Primeramente utilizaremos soluciones acuosas valoradas de HCl 0,05 M con NaOH 0,5 M, cuya reaccin de neutralizacin es como sigue: HCl(ac) + NaOH(ac) NaCl(ac) + H2O(l) Instalamos la bureta limpia en un soporte universal y cargamos un volumen determinado de solucin de NaOH 0,5 M para enjuagar y enrasar a cero Colocamos exactamente 100 mL de solucin de HCl 0,05 M en un vaso de precipitado de 250 mL y adicionamos 2 -3 gotas de indicador azul de bromotimol. Anotamos el color de solucin. Luego instalamos el medidor de pH y el termmetro en el soporte respectivo. Calibramos dicho instrumento utilizando la solucin buffer de pH conocido, para ello sumergir el electrodo combinado en vidrio (indicador y referencia) y el termmetro en la solucin buffer. Enjuagar con agua destilada el electrodo y el termmetro. Con sumo cuidado, utilizando el soporte respectivo, sumergir el electrodo y termmetro con la solucin de HCl 0,05 Medimos el pH y la temperatura de la solucin acida y anotamos dichos valores. Adicionamos de 1 en 1 mL de solucin de NaOH 0,5 M hasta 15 mL, debiendo en cada adicin medir el pH de la solucin. Tabular los datos experimentales obtenidos: volumen NaOH 0,5 M y el pH respectivo. y anotamos los resultados. En papel milimetrado representar los valores de pH en la ordenada y el volumen de NaOH en la abscisa. A partir de la grfica obtenida, determinar el punto de equivalencia, el pH de la reaccin y el volumen de NaOH 0,5 M gastado. Si es posible, realizar otras titulaciones, empleando soluciones valoradas de cido actico (CH3COOH 0,05 M) y solucin de amoniaco (NH4OH 0,5 M), segn las siguientes reacciones de neutralizacin.a) CH3COOH(ac) + NaOH(ac) NaCH3COO(ac) + H2O(l)b) HCl(ac) + NH4OH(ac) NH4Cl(ac) + H2O(l) c) CH3COOH(ac) + NH4OH(ac) NH4CH3COO(ac) + H2O(l)

3. Preparacin de 100 mL de una solucin reguladora: sistema cido actico-acetato sdico. En primer lugar en un vaso de precipitado limpio, preparar una solucin reguladora mezclando 36 mL de cido actico 0,1 M con 64 mL de acetato sodico 0,1 M. Determinamos el pH de la solucin amortiguadora utilizando el papel indicador universal o un medidor de pH (peachimetro). Para el primer caso, humedecemos el papel con agua gota de solucin preparada y comprese con la etiqueta del mismo. A continuacin, divdase la solucin reguladora en dos partes iguales y en dos vasos de precipitado. A la primera fraccin, adicionamos 1,0 mL de solucin de HCl 1,0 M y medimos el pH. Continuar con la adicin de 1,0 mL de HCl, luego mdase el pH. A la segunda fraccin, agregamos 1,0 mL de la solucin de NaOH 1,0 M y medimos el pH, luego agregamos otro volumen igual de NaOH y medimos el pH de la solucin.4. Preparacin de 100 mL de una solucin reguladora: sistema hidrxido de amonio- cloruro de amonio. En un vaso de precipitado limpio, preparamos una solucion reguladora mezclando 36 mL de hidrxido de amonio 0,1 M con 64 mL de cloruro de amonio 0,1 M. Luego determinamos el pH de la solucin de amortiguadora utilizando el papel indicador universal o un medir de pH (peachimetro). Para el primer caso, humedecemos el papel con una gota de solucin preparada y comparece con la etiqueta de mismo. A continuacin, dividimos la solucin reguladora en dos partes iguales y en dos vasos de precipitado. A la primera fraccin, adicionamos 1,0 mL de solucin de HCl 1,0 M y medimos el pH. Continuamos adicionando 1,0 mL de HCl, luego medimos el pH. A la segunda fraccin, agregamos 1,0 mL de la solucin de NaOH 1,0 M y medimos el pH, luego agregamos otro volumen igual de NaOH y medimos el pH de la solucin. Finalmente anotamos los resultado en el cuadro 4V. OBSERVACIONES, DATOS, RESULTADOS EXPERIMENTALES OBTENIDOS, ECUACIONES QUMICAS CLCULOS Y/O GRFICOS (SEGN LOS CASOS).Cuadro 1.-Coloracin de algunos indicadores en medio acido, bsico y neutro.IndicadorColor con HClColor con NaOHColor con H20

Anaranjado de metiloRojo bajoAnaranjado Amarilloanaranjado

Rojo de metilo Rosado intensoAmarillo Rosado dbil

Azul de bromotimolAnaranjado Azul Anaranjado dbil

fenolftalenaIncoloro Rosado Incoloro

Con rojo de metiloCon anaranjado de metilo

Con fenolftalenaCon azul de bromotimol Comparar los colores obtenidos en cada solucin con los datos tericos que figuran en las tablas de indicadores acido base y explicar los resultados.Al adicionar el indicador de anaranjado de metilo observamos las coloraciones de rojo, anaranjado y amarillo anaranjado.

Al adicionar el indicador de rojo de metilo observamos las coloraciones de rosado fuerte, amarillo y rosado dbil.

Al adicionar el indicador de Azul de bromotimol observamos las coloraciones de anaranjado, azul y anaranjado dbil.

Al adicionar el indicador de fenolftalena observamos las coloraciones de incoloro, rosado e incoloro.

Cuadro 2.-Resultados de titulacin de 100 mL HCl 0,05 N con NaOH 0,5 NHCl(ac) + NaOH(ac) NaCl(ac) + H2O(l)Volumen de NaOH, mL 01mL 2mL3mL4mL5mL6mL7mL8mL

pH 1,041,071,121,161,231,301,401,501,60

T (C)17,7C17,8C17,9C17,9C17,9C18C18C18,1C18,1C

Volumen de NaOH, mL9mL 10mL11mL12mL13mL14mL15mL16mL17mL

pH1,762,022,6611,4012,2012,6012,8312,9412,99

T (C)18,1C18,2C18,2C18,.3C18,.3C18,.3C18,.3C18,.3C18,.3C

En la reaccin de neutralizacin: acido ms base: Acido baseHCl (ac) + NaOH (ac) NaCl (ac) + H2O (l) 0,05 M 0,5 MEn el punto de equivalencia se cumple:En el punto de equivalencia#Eq NaOH= #EqHClNNH4OHx VNH4OH = NHCl x VHCl0,5 N X VNH4OH = 0,05 N X 100 mLVNH4OH= 10 mLCuadro 3.-Preparacin de 100 mL de una solucin reguladora: sistema hidrxido de amonio- cloruro de amonio.Sistema: CH3COOH-NaCH3COOpH de solucin reguladora

InicialCon adicin de 1 y 1 mL de HCl 1,0 MCon adicin de 1 y 1 mL de NaOH 1,0 M

Terico5,0

Color con papel indicador5,5----

Valor determinado con medidor de pH 4,764,404,054,875,11

T (C)17,818,018,017,717,7

Cuadro 4.-Preparacin de 100 mL de una solucin reguladora: sistema hidrxido de amonio-cloruro de amonio.Sistema:NH3OH NH3ClpH de solucin reguladora

InicialCon adicin de 1 y 1 mL de HCl 1,0 MCon adicin de 1 y 1 mL de NaOH 1,0 M

Terico

Color con papel indicador9,0----

Valor determinado con medidor de pH 9,79,554,0510,010,4

T (C)16,317,017,117,117,3

Explicar las diferencias o semejanzas entre los resultados tericos y prcticos de pH de las soluciones reguladoras preparadas y la influencia cuando se adiciona cidos y bases fuertes.

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VII. BIBLIOGRAFA

1. Chang, Raymond. (1998). Qumica. Mxico: McGraw-Hill. Sexta Edicin.2. BROWN, T. L., H.E. Y BURSTEN, B.E. (1993) .Qumica la ciencia central.3. Qumica General7ma edicin (2002) Raymond Chang Ed. Mc Graw-Hill Interamericana Pginas 563 564PAGINAS WEB: http://www.monografias.com/trabajos15/equilibrio-quimico/equilibrio-quimico.shtml. www.monografias.com http://quimica4m.blogspot.com/2010/01/soluciones-reguladoras-de-ph.html http://www.bioquimica.dogsleep.net/Teoria/archivos/Unidad24.pdf