Ao de la Promocin de la Industria Responsable y Compromiso Climtico

Fip-UNILaboratorio de qumica N7 | 1

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA DE PETROLEO, GAS NATURAL Y PETROQUIMICALaboratorio de qumica N7

Introduccion

1 OBJETIVOS

2 FUNDAMENTO TEORICO

3 PARTE EXPERIMENTAL

4PREGUNTAS

Los cidos y bases son llamados tambin electrolitos, por su capacidad para conducir la electricidad.En los electrolitos las sustancias se encuentran disociadas en forma inica.A una sustancia se le denomina cida, si aumenta la concentracin de iones hidronio(H+ o H O+ 3), y se llama bsica si aumenta la concentracin de iones hidrxido (OH)De acuerdo a la magnitud de disociacin de H+, lo cidos pueden ser fuertes (disociacin completa) o dbiles (disociacin incompleta, dependen de su constante de equilibrio).En esta prctica se determinar la concentracin de iones hidrgeno [H +] mediante el uso de indicadores cido-base conociendo su rango de viraje y el pH que representa.

Laboratorio de qumica N7

1 Objetivos Estuchar algunas propiedades generales de los lquidos y las soluciones acuosas binarias. Conocer los indicadores de pH y su forma de uso. Preparar soluciones diversas.

2 Fundamento terico

Se denomina solucin a un sistema homogneo: compuesto por la mezcla de dos o ms sustancias denominarlas: soluto (el que se disuelve) y solvente (medio de disolucin)Como la mezcla puede efectuarse en diferentes fases, podemos encontrar: Soluciones liquidas (mezcla de 2 lquidos, slidos en lquido, gas en lquido). Soluciones gaseosas (mezcla de dos gases). Soluciones slidas (mezcla de 2 slidos.

2.1 Soluciones acuosas

Debido a su alta polaridad, el agua es capaz de disolver con facilidad a las especies inicas o de considerable porcentaje inico, disocindolas en aniones (parte negativa) y cationes (parte positiva) ejemplo: disuelve con facilidad a los cidos y bases fuertes (an de enlaces covalentes) y las sales provenientes de ambas: HCI, NaOH, KOH, NaCl, H2SO4 Na2SO4.Las sustancias covalentes polares, con radicales H+ y OH- en sus estructuras, se ionizan parcialmente Ejemplo: CH3COoH HCOOH, NH4OH. Otras permanecen sin disociarse mantenindose como molcula. Ejemplo: sacarosa: (C6H1206)2Principales formas ce expresar la concentracin de una solucin:

a. % en un peso (%p/p) gr soluto / 100 gr solucinb. % vol (% y/y): mi soluto/100 mi solucinc. Peso en volumen (%p/v) gr soluto/100 ml solucin.d. Molaridad (M): moles soluto/volumen de solucine. Normalidad (N): peso equivalente/litro solucinf. Molalidad (m): moles soluto/Kg solvente

2.2 Bases en Solucin

cido:Sustancia donadora de protonesHCI+ H20 =H30+ + CL Acido 1 Base 1 Acido 2 Base 2

Base:Receptora de protones NH3 + H20 =0H-+NH4+ Base 1 Acido 1Base 2 Acido 2

Como podemos observar, el agua es anftera, se comporta como un cido o como una base.

2.3 Auto ionizacin del Agua

El agua se ioniza ligeramente en la proporcin de 10-7 moles/Lt (a 25C).H20 + H20 = H30+ + OH

El producto ce la concentracin molar:Kw = (H+) (OH-) = 10-14

Es una constante denominada producto inico del agua. Cuando se disuelve un cido en agua, aporta protones H+ aumentando la concentracin de iones hidronio, H3O+ como consecuencia, deber disminuir la concentracin de los iones oxidrilo 0H para mantener Kw invariable. La forma de expresar la concentracin de H30+ en solucin, es mediante el pH.pH = -log (H3O+)en general: -Log(H30+) (OH-) -log KwpH + pOH = pKw = 14(H30+) = 10-pH y - (0H-) = 10-pOH

En soluciones diluidas ce cido o base fuerte, se considera que la disociacin ha sido completa. Ejemplo: una solucin de KOH 0.1M contiene: (OH-) 0.1pOH = -log 0.1 = 1pH + pOH =14pH = 13

Un cido o base dbil se disocia parcialmente. Ejemplo: una solucin de cido frmico 0.1 M:HC00H + H20 = H30+ - HCOO-0.1 - x x x(x) = disociacin parcial del cido (H30+) (HC00-) = Sistema en equilibrio

Se considera que en el equilibrio:

Para hacer el clculo de x, se considera que este valor, frente a 0.1, es muy pequeo, por lo tanto, no se toma en cuenta (en el denominador) una vez determinado x se podr calcular el PH de la solucin.

Las sales provenientes de un cido (anin) dbil y - base (catin) fuerte presentan reaccin ligeramente bsica debido a un proceso de hidrlisis:

En este caso el NaOH es un electrlito fuerte, por lo tanto la solucin presentar un PH ligeramente alto.Por la misma razn, las sales formadas por un catin dbil y. un anin fuerte en solucin presenta un pH ligeramente cido:

El pH de una solucin se determina mediante un indicador cido-base (en solucin), un papel pH o un potencimetro. Las 2 primeras se basan en el cambio de color debido al pH. Un indicador acido-base consiste en un par cido base dbil en la cual el cido (lnd) y su base conjugada (md) tiene diferente color, la concentracin de ambas formas estn relacionadas mediante la constante de disolucin del cido.Hlnd +H20 =H30 +lndColor 1Color 2

debido a que:

La mayora de los indicadores, a concentraciones altas de (H30+); estn bajo la forma bsica.Cuando Ka = (H3O+), las concentraciones de las formas cida y bsica son iguales:

2.4 Algunos Indicadores:

Nombre ComnIntervalo de PHCambio de color

AcidoBase

Azul de Timol (cido)1.2 2.8

Azul de bromofenol3.0 4.6AmarilloVioleta

Anaranjado de metilo3.1 4.5RojoAmarillo

Verde de bromocresol3.8 5.4AmarilloAzul

Rojo de metilo4.4 6.3RojoAmarillo

Purpura de bromocresol5.2 6.8

Azul de bromotimol6.0 7.6

Rojo de fenol6.8 8.4AmarilloRojo

Rojo de cresol7.2 8.8

Azul de timol (bsico)8.0 9.0AmarilloAzul

Fenolftalena8.0 9.8IncoloroRojo

Amarillo de alizarina10.1 12.0AmarilloLila

Carmn Indigo11.4 13.0

3 Parte experimental3.1 MATERIAL NECESARIO Probeta de 300 250 y 100 ml Matraz de 500 ml Densmetro 1 14 (aermetro) Fiola de 100 ml Erlenmeyer de 250 Bureta Varilla de vidrio 9 tubos de prueba 2 pipetas graduadas de 20 ml Piceta con agua destilada 2 vasos de 100 ml 1 gradilla porta tubos3.2 Reactivos Solucin saturada de K2SO4 8 indicadores en frascos goteros de 100ml MgSO4 cristalizado Solucin de HCl 1 M Soluciones de NaCl sal 22.5 y 7.5 Solucin de NaOH 1 M NaOH 1N Muestra de pH desconocida Fenolftalena NH4COONa(s) Papel tornasol NaHCO3(s) Papel pH universal NaCO3(s)

3.3 ExperimentoS3.3.1 Experimento: Indicadores de PH

A.1 Medir el ph de 5 soluciones de HCl (oscar desarrollar)Objetivos: A.2 Medir el ph de 5 soluciones de NaOH (oscar desarrollar)CALCULO DE RESULTADOSObservaciones: - No usamos un metal conocido. Discusiones:- Debido al conocer el metal utilizado, tomamos como elemento al Fe.- Presenta un alto porcentaje de error debido al poco conocimiento del metal utilizado.Conclusiones:- La densidad experimental del metal result ser 3.59g/mL.- El porcentaje de error result 54.38%- E metal utilizado no result ser el Fe, sino ms bien, result ser una aleacin

A.3 En dos tubos de ensayo separados colocar 1ml de HCl 0.1M y 1ml de NaOH 0.1MObjetivos: Repetir los pasos anteriores para los restantes indicadores, anotando la variacin de color en los tubos.INDICADORACIDOBASE

TornasolRojoAzul

Fenolftaleina IncoloroRojo grosella

Anaranjado de metloRojoAmarillo

Rojo de cresol

Azul de metileno

Rojo congo

Azul de timol

Rojo de metilo

B Medir el ph de las siguientes soluciones con papel indicador universal (Nicolas)

Objetivos: Determinar el pH de CH3COONa, NaHCO3, Na2CO3 , NH4CL con papel indicador universal.Procedimiento:Colocar aproximadamente 0.5g de cada compuesto sobre papel ya pesado, hasta llegar a la diferencia de 0.5g entre el peso del papel y el peso del respectivo compuesto sobre el papel as pesando 0.5g del compuesto. Vaciar los 0.5g de compuesto en un tubo de ensayo.

Adicionar 10ml de agua destilada y usar varilla de vidrio para diluir compuesto en agua, como demuestra la foto.

Mojar papel indicador universal en solucin. Al mojar el papel este cambiara de color para indicar el pH. Ahora compramos el color del papel con la paleta de colores para conocer su pH.

Resultados: CH3COONa: pH=6 NaHCO3: pH=8 Na2CO3: pH=9NH4CL: pH=6

Clculos: Tubo 1: Reaccin de base conjugada

CH3COO-+H2O = CH3COOH +OH-

Co=0.5/82/.001Kbconj.=10-14/1.8x10-5 =x2/Co=x=[OH-]pH= 8 a 10

4 PREGUNTASi. D ejemplos die soluciones liquidas no acuosasii. Qu son cidos y bases dbiles?iii. Cul es la diferencia entre una solucin cida, bsica y neutra?iv. Cules son los pH de una solucin 0.02 N de HCI una solucin de KOH 0.02 N?v. Para el Experimento N02-b, indique el color de la muestra para cada indicador y determine en forma aproximada el pH die la muestra.vi. Si el pH de una solucin de cido frmico (HCHO2) es de 2.35, Cul es la constante de disociacin del cido frmico?

Bibliografa:

QUMICA, Autor: Raymond Chang. Editorial: Mc. Graw Hill