Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas



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Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey

Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas

Laboratorio de Química Experimental. Clave: Q1014

Practica No 5

Nombre de la practica:

Responsables del laboratorio:

Dr. Isaac Monroy

Mtro. Victor Hugo Blanco Lozano

Equipo 4:

Alejandro Villegas Escobar A01322281

José Pablo Domínguez Sánchez A01170664

Luis Alejandro Gómez Sánchez A00396691

Irwin Ricardo Rodríguez Castillo A00396780

Introducción de práctica completa:

En esta práctica comprenderemos la importancia que se le da en el laboratorio a las titulaciones y las funciones esenciales que nos permiten entender mejor los procesos químicos y como realizarlas de manera más efectiva y eficiente. Nos permite comprender como las sustancias están compuestas y cómo podemos identificar sus compuestos. También es importante entender que la precisión en este tipo de pruebas es muy importante pues el más mínimo error puede provocar una deficiencia en los resultados o que puedan generar resultados erróneos .



OBJETIVOS

Realizar una titulación potenciométrica ácido - base sin ayuda de indicadores, sólo detectando el punto final cuando al calcular los pH ocurra un cambio relativamente alto entre estos.



INTRODUCCIÓN

Existen dos métodos principalmente para realizar mediciones potenciométricas. El primer es hacer una sola medición de potencial de la celda, se llama potenciometria directa y se utiliza principalmente para calcular el pH de solución acuosa. En el segundo, el ion se puede titular y el potencial se mide en función del volumen del titulante y se le llama titulación potenciométrica y utiliza la medición de un potencial para detectar el punto de equivalencia de una titulación. El único requisito es que la reacción incluya un aumento o disminución de un ión al cual es sensible el electrodo.



Titulaciones potenciométricas. En una titulación potenciométrica el punto final se detecta determinando el volumen en el cual ocurre un cambio de potencial relativamente grande cuando se adiciona el titulante.

Materiales y Reactivos:

Matraz aforado de 25 ml

Vidrio de reloj

Vasos de precipitados 50 mL. y 100 mL

Termo agitador

Bureta de 25 mL

Matraz erlenmeyer de 25 mL

Pipetas de 2 mL. 5mL. 10 mL.

Piseta

Embudo


Potenciómetro

HCl 0.1 N

NaOH 0.1 M

Vinagre


Fenolftaleína.

Naranja de metilo

Solucipon de NaOH, Na2CO3, NaHCO3

Experimento ¡

A. TITULACIÓN POTENCIOMÉTRICA - ACIDO FUERTE – BASE FUERTE:

I. Calibración del potenciómetro. Calibrar el potenciómetro con soluciones amortiguadoras que tengan pH de 4, 7 y 10, como se lo indique el profesor.

II. Colocar en un vaso de precipitado de 50 mL, 2 mL de HCl. 0.1 N.

III. Montar un equipo de titulación, dejando el electrodo del potenciómetro dentro de la solución.

IV. Anotar el pH inicial de la solución de HCl

V. Agregar 0.2 mL de NaOH 0.1 M, anotar el pH cada que se vaya agregando 0.2 ml hasta que haya un cambio brusco de pH, dejar de agregar NaOH.



http://neetescuela.com/wp-content/uploads/2011/07/titulaci%c3%b3n.jpg

DATOS


mL titulante (NaOH)

pH

0

1.02

0.2

1.37

0.4

1.55

0.6

1.79

0.8

1.86

1.0

1.52

1.2

1.88

1.4

1.98

0.6

1.80

1.8

1.94

2.0

2.05

1. ¿Qué es una titulación potenciométrica?

Es un proceso por el cual se puede obtener las concentraciones de las sustancias que se están utilizando, a partir de una disolución cuya concentración ya es conocida y se hace a través de un electrodo de referencia y otro indicador. Hasta detectar en que intervalos las cantidades químicas equivalentes de ambas hayan reaccionado.

2. ¿Qué es una solución amortiguadora?

Son sustancias que inhiben los cambios de pH o la concentración de iones hidrogeno, dichas sustancias tienen una sal y un ácido débil, sirven como referencia en la medición de pH.

3. Menciona los electrodos de referencia utilizados comúnmente en el laboratorio.

Es un electrodo que tiene un potencial de equilibrio conocido y estable. Comúnmente es utilizado para medir el potencial en relación con otros electrodos. Entre los más usados se encuentran: Electrodo de Calomelanos, Electrodo de plata, electrodo de cloruro de pata, electrodo de zinc, electrodo de cobre, electrodo de sulfato de cobre, etc.

B. DETERMINACION DE ACIDO ACETICO EN VINAGRE

OBJETIVOS:

- Calcular los gramos de CH3COOH presentes en 100 mL de muestra (vinagre).

- Comprender que una muestra de vinagre que contiene ácido acético puede ser titulada con un patrón (NaOH), utilizando fenolftaleína como indicador.

INTRODUCCIÓN.http://4.bp.blogspot.com/_vbpg-krfeny/sfslrnbaami/aaaaaaaaadk/mguynmpo1gy/s320/titulaci%c3%b3n.gif

Vinagre, solución acuosa, rico en ácido acético y a veces en tanino, resultante de una fermentación espontánea del vino, cerveza, sidra.

El ácido es el ácido del vinagre su fórmula es CH3COOH, puede considerarse como el producto de la oxidación del alcohol etílico, con eliminación de agua, además el ácido acético se produce por la destilación seca de la madera.

El ácido acético responsable de la acidez del vinagre se prepara industrialmente:

a) Oxidación del acetaldehído catalizada por iones de manganeso.

b) Reacción catalizada entre CO y metanol a unos 200 grados centígrados y a bajo presión.

CO + CH30H CH3COOH

c) Fermentación aeróbica de líquido alcohólico por acción del microorganismo Mícoderma acetil que oxida el alcohol en ácido acético.El ácido acético anhidro o glacial es un líquido incoloro, olor picante en contacto con la piel produce sensación de quemaduras y ocasiona llagas, se funde a 16.7°C, tiene un punto de ebullición de 117°C.

Se aplica en la industria para la fabricación de acetona y acetatos especialmente el de plomo, etilo, butílo y anilo (disolvente), vinilo y celulosa (plásticos) también se emplea en algunas reacciones de tinción de los tejidos principalmente como diferenciador, en estado puro se emplea como reactivo en Química y fotografía.

Las regulaciones federales especifican 5 gr. de ácido acético por 100 gr. de vinagre. La cantidad total de ácido acético se puede determinar por medio de una titulación con una base estándar, utilizando fenolftaleína como indicador, aunque estén presentes otros ácidos el resultado se calcula como ácido acético.

II. PARTE EXPERIMENTAL

-Tomar 5 mL. de vinagre, colocarlos en un matraz aforado de 25 mL, agitar ligeramente y completar el aforo con agua destilada.http://4.bp.blogspot.com/_5yo1ja7fqto/sl1qla8u4-i/aaaaaaaaacu/0d5pstrvpza/s320/q-soluciones18.gif

-Tomar una alícuota de 1 mL de la solución y pasarla a un matraz erlenmeyer de 50 mL, agregar una gota de fenolftaleína.

-Montar un equipo de titulación, cargar la bureta con solución estándar de NaOH 0.1 N, dejar caer el hidróxido hasta que el color rosa del indicador persista por lo menos de 15 segundos, manteniendo una agitación continua.

-Repita este procedimiento por lo menos 5 veces, calcule el acidez del vinagre en gramos de ácido acético por 100 mL de muestra.

Mililitros gastados de NaOH

1) ______________3.1 ml

2) ______________3.1 ml

3) ______________2.9 ml

4) ______________3.1 ml

5) ______________3.1 ml


  1. Menciona algunas características del vinagre.

Es una composición es de ácido acético , algunas sales y extractos de otras sustancias, tiene una concentración de 3 y 5 % del ácido. Tiene propiedades antisépticas y propiedades conservador y también se utiliza en la limpieza o creación de productos de limpieza, algunos vinagres naturales poseen ácido tartárico y ácido cítrico.

  1. Escriba la reacción de titulación del ácido acético con NaOH.

CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O

VACIDO· NACIDO = VBASE· NBASE



  1. ¿Qué aplicación tiene el ácido acético glacial?

  • Limpieza para manchas en la ropa.

  • Sirve de ayuda en la detección del papiloma humano, pues es un buen tinte en colposcopías.

  • Se ocupa en histología en la preservación de tejidos.

  • Es buen fijador de nucleoproteínas.

  • Fabricación de otras sustancias como el acetato de vinilo.

  • Se utiliza en el control de plagas en apicultura.

C. DETERMINACION DE CARBONATOS

OBJETIVO


• En base a los volúmenes gastados del titulante, identificar que compuestos se encuentra presenta en nuestro problema: NaOH, Na2CO3, NaHCO3.

• Determinar el contenido de los componentes de una muestra de carbonatos.

INTRODUCCIÓN.

La determinación cualitativa y cuantitativa de los compuestos de los componentes de una solución que tenga carbonato de sodio, carbonato ácido de sodio e hidróxido de sodio solos o combinados constituyen ejemplos interesantes de la aplicación de las titulaciones de neutralización en el análisis de muestras. En una solución sólo pueden existir en cantidades apreciables dos de los tres componentes, ya que la reacción entre ellos elimina al tercero; así al mezclar hidróxido de sodio con carbonato ácido de sodio se forma carbonato de sodio hasta que uno u otros (ambos) se agote. Si el NaOH se consume, la solución contendrá carbonato de sodio y carbonato ácido de sodio; si se gasta el carbonato ácido de sodio, permanecerán elcarbonato de sodio e hidróxido de sodio Si se mezcla cantidades equivalente de los dos compuestos, el soluto principal será el carbonato de sodio.

El análisis de estas muestras requiere de dos indicadores, en el primer punto final la fenoiftaleína cuyo rango de pH es de 8.0- 9.6, el anaranjado de metilo tiene un rango de pH de 3.1- 4.4 y es el indicador apropiado para el segundo punto final.

El NaOH reacciona por completo en la primera etapa, que el NaHC03 reacciona sólo en la segunda etapa y que el Na2CO3, reacciona en las dos etapas utilizando igual volumen de titulante en cada una de ellas.

III. PARTE EXPERIMENTAL

1) Pesar en balanza analítica 0.25 g. de muestra problema, disolver en un vaso de precipitados de 50 mL que contenga aproximadamente 5 mL de agua destilada, transferir cuantitativamente a un matraz aforando de 25 mL y completar el aforo con agua destilada.http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/69/titration.gif

2) Tomar un alícuota de 2 mL, colocarla en matraz Erlenmeyer de 25 mL, montar un equipo de titulación, cargar la bureta con HCl 0.1 N, agregar de 1 ó 2 gotas de fenolftaleína como indicador.

3) Agregar con la bureta gota a gota HCl hasta que la solución vire de rosa púrpura a incolora, en ese momento agregar 1 ó 2 gotas de naranja de metilo y seguir agregando HCl hasta obtener una solución de color canela.

4) Anotar los mL gastados en la titulación por separado, es decir los mL gastados con fenolftaleína y los mL gastados con naranja de metilo, realizando los cálculos correspondientes para identificar cuál de los compuestos pudiesen existir en la muestra problema (NaOH, Na2CO3 NaHCO3).

DATOS:


DATOS

V1 = .9 ml v2 = 3.3 ml

V1 = .9ml v2 = 3.1 ml

V1 =1.1 ml v2 = 3 ml

V1 =1.0 ml v2 = 2.9 ml

V1 =.9 ml v2 = 3.3 ml

CUESTIONARIO

1) ¿Cuál es el titulante utilizado



  1. ¿Cuál es el titulante utilizado en una determinación de carbonatos?.

Los carbonatos causan la alcalinidad de las sustancias, para indicar su presencia, se debe realizar una titulación de una solución valorada de un ácido fuerte como HCl , este es el titulante más utilizado en la prueba para la determinación de carbonatos

  1. ¿Qué compuestos podemos encontrar en una mezcla de carbonatos?.

-Calcita.

-Magnesita.

-Siderita.

-Rodocrosita.

-Smithsonita.

-Dolomita.



  1. Menciona las etapas que se llevan a cabo en la titulación del carbonato y porque:

Colocar 5 ml de muestra de agua en un matraz Erlenmeyer de 125 ml.

Agregar 3 gotas de indicador fenolftaleína al 0.25%

Si aparece un color rosa, titular con HCl 0.01N hasta un vire incoloro, si no aparece el color rosa, reportar carbonatos igual a cero.

Calcular CO3 =

Agregar 3 gotas de azul de bromofenol 0.04% al mismo matraz apareciendo un color azul Continuar titulando con HCl 0.01N hasta la aparición de un color verde

Calcular HCO3-

Cálculos:

  2V x N x 1000 
                        meq/l de CO3 = ------------------------ 
                                                   ml. de muestra


  1. ¿Cuál es la reacción que lleva a cabo entre el NaOH con el NaHCO3?

NaHCO3+NAOH------Na2CO3+H2O

Conclusión:

Muchas de estas pruebas se basan en el uso de las titulaciones, su importancia reside en el hecho de que sirve en la determinación de concentraciones por medio de la neutralización de un acido con una base o viceversa. Es un proceso que debe ser exacto pues se busca el análisis de las sustancias y de las cantidades necesarias para que reaccionen completamente.

Las titulaciones más comunes en el laboratorio son las de ácido-base que comprende mediciones de volúmenes, conociéndose como análisis de volumen o volumétricos. En el caso de este tipo de titulaciones la solución básica es la que se conoce como titulante, es decir la sustancia que va en la bureta y la que recibe este solución es normalmente una ácida y los cambios son apreciables gracias a los indicadores de ph.http://galeon.hispavista.com/quimipage/img/titulacion.gif

La disposición de muchas de estas soluciones , ya una vez neutralizadas pueden ir al bote de las soluciones acuosas. En dado caso de que sobrara los componentes de este sistema, entonces los ácidos van al bote de los ácidos y las bases con las bases.

Referencia:

Ciencia Básica. (s.f.). TITULACIÓN ÁCIDO - BASE. Recuperado el 26 de Abril de 2013, de TITULACIÓN ÁCIDO - BASE: http://ciencia-basica-experimental.net/titulacion.htm

Qumica Libre. (s.f.). Titulación. Recuperado el 26 de abril de 2013, de



Titulación: http://quimicalibre.com/titulaciones/

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