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Química Analítica 2535 c Prácticas de Laboratorio UNIDAD 2 6.13 Titulaciones de un ácido débil con una base débil 6.14 Estudio de titulaciones ácido-base – ácidos polipróticos 07-10-2021 EQUIPO 7 Beatriz Medina Yazbetk Mejía Braulio Morales Miguel Moreno Introduccion Las titulaciones constituyen un método para medir cuantitativamente la concentración de una solución problema. Una titulación ácido-base, se realiza agregando una solución titulante de concentración conocida a un analito de volumen conocido. Las curvas de titulación (gráficas de volumen contra pH) tienen formas características. El punto de equivalencia de la titulación, en el cual el analito ha sido neutralizado totalmente por la solución titulante, se identifica por el punto donde cambia el pH con rapidez al agregar un pequeño volumen de solución titulante. OBJETIVO: En esta tarea, usted observará la curva de titulación de un ácido débil CH3 COOH (ácido acético) con la base débil NH3 . Además, de poder predecir el pH en el punto de equivalencia, validará su predicción experimentalmente, y calculará la constante de equilibrio para la reacción de neutralización. Procedimiento: 1. Inicie el Laboratorio virtual de química y seleccione Weak Acid-Weak Base Titrations (Titulaciones de un ácido débil con una base débil) de entre la lista de tareas. Ahí abra Titrations laboratory 2. Haga clic sobre Lab Book (libro de laboratorio) para abrirlo. La bureta estará llena con NH3 y habrá 50.00 mL de CH3COOH en el matraz con morado de bromocresol como indicador. Haga clic sobre el botón Save (guardar) en la ventana Buret Zoom View (acercamiento a la bureta). La posición horizontal de la manija anaranjada indica que la llave está cerrada. Abra la llave tirando de la manija anaranjada hacia abajo. En posición vertical la solución sale más rápido y hay tres velocidades intermedias antes de eso. Gire la llave a una de las posiciones más rápidas y observe la curva de titulación. Cuando el volumen llegue a 25 mL, haga doble clic sobre la llave para detener la titulación. Haga clic sobre Stop (detener) en la ventana de acercamiento a la bureta. Aparecerá un vínculo azul de datos en el libro de laboratorio. Haga clic sobre él para ver los datos. Si necesita repetir la titulación, salga del laboratorio y seleccione Weak Acid- Weak Base Titrations (Titulaciones de un ácido débil con una base débil) de la lista de tareas. 3. El matraz contiene CH3 COOH 0.1033 M y la bureta contiene NH3 0.4949 M. Escriba una ecuación balanceada completa para la reacción de neutralización entre CH3 COOH y NH3. Puede responder las siguientes preguntas examinando la ventana de Plot (gráfica) y la ventana Data Viewer (visor de datos), y la ecuación iónica neta balanceada. CH3COOH (aq) + NH3 (aq) → NH4CH3COO NH4CH3COO → CH3COO + NH4 4. Indique las especies presentes en el punto de equivalencia y prediga si el pH en el punto de equivalencia será pH >7, pH <7 o pH 7. Explique por qué realizó esta predicción. Como las especies presentes en el punto de equivalencia serán NH4’ y CH3COO, se concluye que como es una reacción ácido débil y base débil, esta reacción debe ser neutral, siempre que las concentraciones fueran similares, pero en esta práctica el amoniaco es mayor y se puede predecir que tiene un pH un poco mayor de 7. 5. Examine la gráfica de pH contra volumen (línea azul) y dibuje la curva de titulación en la siguiente página. Marque el punto de equivalencia como parte intermedia entre el “hombro” superior y el inferior de la curva. Según su gráfica, ¿cuál es el pH en el punto de equivalencia? y ¿Cómo se compara esto con el pH que predijo? El punto de equivalencia si es superior a 7. – Introduccion Las titulaciones constituyen un método para medir cuantitativamente la concentración de una solución problema. Una titulación ácido-base, se realiza agregando una solución titulante de concentración conocida a un analito de volumen conocido. (También se puede determinar la concentración de la solución titulante problema, mediante titulación con un analito de concentración y volumen conocidos). Las curvas de titulación (gráficas de volumen contra pH) tienen formas características. La gráfica puede emplearse para determinar si el ácido o la base son fuertes o débiles. El punto de equivalencia de la titulación, en el cual el analito ha sido neutralizado por el titulante, se identifica por el punto donde cambia el pH con rapidez al agregar un pequeño volumen de solución titulante. Para ácidos polipróticos, hay puntos de equivalencia múltiples. OBJETIVO: En esta tarea, observará esta curva de titulación del ácido débil H2SO3 con la base fuerte NaOH. Procedimiento: 1. Inicie el Laboratorio virtual de química y seleccione Study of Acid-Base Titrations — Polyprotic Acids (Estudio de titulaciones ácido-base – ácidos polipróticos) de entre la lista de tareas. Ahí abra Titrations laboratory. 2. Haga clic sobre Lab Book (libro de laboratorio) para abrirlo. La bureta estará llena con NaOH y habrá 25.00 mL de H2SO3 en un matraz con el indicador azul de timol. Haga clic sobre el botón Save (guardar) en la ventana Buret Zoom View (acercamiento a la bureta). La posición horizontal de la manija anaranjada indica que la llave está cerrada. Abra la llave tirando de la manija anaranjada hacia abajo. En posición vertical la solución sale más rápido y hay tres velocidades intermedias antes de eso. Gire la llave a una de las posiciones más rápidas y observe la curva de titulación. Cuando el volumen llegue a 40 mL, haga doble clic sobre la llave para detenerla. Haga clic sobre Stop (detener) en la ventana de acercamiento a la bureta. Aparecerá un vínculo azul de datos en el libro de laboratorio. Haga clic sobre él para ver los datos de la titulación. Si necesita repetir la titulación, haga clic en Stockroom para entrar al almacén de reactivos, haga clic sobre el block de notas, y seleccione el Experimento fijo #7 ácido poliprótico-base fuerte. Volume pH Conductivity Volume pH Conductivity Volume pH Conductivity Volume pH Conductivity 0 1.3 23.28 11.6 2.3 14.45 24.2 6.72 19.46 36.8 12.2 25.53 0.08 1.3 23.11 12.1 2.3 14.39 24.6 6.78 19.66 37.3 12.2 25.93 0.14 1.3 23.02 12.6 2.4 14.36 25.1 6.83 19.87 37.9 12.3 26.32 0.34 1.3 22.59 13.1 2.5 14.31 25.6 6.87 20.07 38.4 12.3 26.73 1.01 1.4 21.3 13.6 2.6 14.28 26.1 6.93 20.26 38.7 12.3 26.92 1.5 1.4 20.48 14.1 2.7 14.26 26.7 6.98 20.44 38.9 12.3 27.1 2.01 1.4 19.71 14.6 2.8 14.24 27.2 7.05 20.62 39.2 12.3 27.28 2.52 1.5 19.03 15.1 2.9 14.22 27.7 7.11 20.78 39.2 12.4 27.31 3.03 1.5 18.4 15.6 3.1 14.2 28.2 7.17 20.95 39.3 12.4 27.35 3.52 1.6 17.9 16.2 3.6 14.2 28.7 7.22 21.08 39.3 12.4 27.39 4.04 1.6 17.4 16.7 5 14.43 29.2 7.29 21.23 39.4 12.4 27.42 4.52 1.6 16.99 17.1 5.5 14.88 29.7 7.38 21.36 39.4 12.4 27.47 5.02 1.7 16.63 17.7 5.7 15.34 30.2 7.45 21.49 39.5 12.4 27.51 5.53 1.7 16.3 18.2 5.9 15.78 30.7 7.56 21.6 39.6 12.4 27.53 6.05 1.8 16 18.7 6 16.17 31.2 7.69 21.72 39.6 12.4 27.58 6.53 1.8 15.78 19.2 6.1 16.56 31.7 7.86 21.82 39.7 12.4 27.62 7.05 1.9 15.54 19.7 6.2 16.93 32.2 8.13 21.91 39.7 12.4 27.65 7.57 1.9 15.34 20.2 6.3 17.27 32.8 8.9 22 39.8 12.4 27.7 8.08 1.9 15.17 20.7 6.3 17.6 33.3 11.2 22.41 39.8 12.4 27.74 8.59 2 15.01 21.2 6.4 17.91 33.8 11.6 22.91 39.9 12.4 27.78 9.11 2 14.88 21.8 6.5 18.24 34.3 11.7 23.42 39.9 12.4 27.8 9.6 2.1 14.76 22 6.5 18.4 34.8 11.9 23.87 40 12.4 27.84 10.1 2.1 14.66 22.6 6.6 18.7 35.4 12 24.33 40 12.4 27.87 10.6 2.2 14.59 23.2 6.6 18.98 35.8 12 24.72 11.1 2.2 14.5 23.7 6.7 19.23 36.3 12.1 25.12 3. El matraz contiene H2SO3 0.2556 M y la bureta contiene NaOH 0.3106 M. Escriba una ecuación balanceada completa para la reacción de neutralización en dos pasos entre H2SO3 y NaOH.H2SO3 (aq) + NaOH (aq) → NaHSO3 + H2O NaHSO3 + NaOH (aq) → Na2SO3 + H2O Puede responder las siguientes preguntas examinando la ventana de Plot (gráfica) y la ventana Data Viewer (visor de datos). 4. ¿Cuál era el pH y el color de la solución al comenzar la titulación? Naranja con un pH 1.3 5. ¿Cuál era el pH y el color de la solución al finalizar la titulación? ¿Ocurrió algún otro cambio adicional de color durante la titulación? Azul con un pH de 12.4 De naranja pasó a amarillo, luego verde y por último azul. 6. Examine la gráfica de pH contra volumen (línea azul) y dibuje la curva de titulación en la siguiente página 7. Examine la gráfica de conductividad contra volumen (línea roja) y dibuje la curva de titulación en la gráfica de más arriba. 8. ¿Qué ocurre con el pH alrededor de 16 y 32 mL? ¿Qué ocasiona que ocurra esto en cada caso? El pH alrededor de 16 ml y 32 ml aumenta bruscamente y la titulación de ácido poliprótico tiene varios puntos de equivalencia. Estas razones son por lo que causa estos fuertes aumentos de pH y, por lo tanto, lo hace más base. 9. ¿Qué ocurre con la conductividad durante la titulación? La conductividad disminuyó en el proceso. 10. ¿A qué se deberá el cambio observado en la pregunta #10? Antes de la titulación sólo HCl está presente y los iones H+ con alta conductividad iónica es responsable de la conductividad. Mientras que durante la titulación el punto de equivalencia o el punto de neutralización, los iones H+ se sustituyen por iones Na+ con baja conductividad iónica.
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