Guia_No_6_Equilibrio Ionico y pH

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Facultad de Ciencias Naturales e Ingeniería 
Departamento de Ciencias Básicas 
Química General 
Guía de laboratorio N °6. Equilibrio Iónico y pH 
 
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Nombre: _________________________________________________ Fecha: _________________ 
 
 
1. OBJETIVOS 
 
 Observar el efecto de la temperatura sobre el equilibrio. 
 Evidenciar el proceso de ionización de ácidos fuertes y débiles. 
 Conocer los diferentes métodos para determinar el pH de una solución. 
 Realizar la titulación potenciométrica de los sistemas HCl – NaOH y ácido acético – NaOH. 
 
 
 
2. INTRODUCCIÓN 
La mayoría de las reacciones químicas son reversibles, estos es que cuando se mezclan los reactivos en 
cantidades estequiométricas, no se convierten completamente en los productos, esto es que la reacción no llega 
a completarse. Las reacciones reversibles se pueden representar con una doble flecha, lo que indica que la 
reacción directa y la inversa ocurren simultáneamente. El sistema está en equilibrio cuando las velocidades de 
ambas reacciones son iguales. 
aA + bB cC + dD 
 
Los equilibrios químicos son dinámicos, las moléculas están reaccionando constantemente aunque la 
composición global de la mezcla no cambia. 
 
En 1864 los químicos noruegos Cato Guldberg y Peter Waage, establecen la ley de acción de masas la cual dice 
“para una reacción reversible en equilibrio y a temperatura constante, una relación determinada de 
concentraciones de reactivos y productos tiene un valor constante K” (la constante de equilibrio). Las 
concentraciones pueden variar pero el valor de K permanece constante, siempre y cuando la reacción esté en el 
equilibrio y la temperatura sea estable. Así la constante de equilibrio se define como un cociente cuyo numerador 
se obtiene de multiplicar las concentraciones en el equilibrio de los productos, cada uno de los cuales está 
elevado a una potencia igual a su coeficiente estequiométrico en la ecuación balanceada. El denominador se 
obtiene aplicando el mismo mecanismo anterior pero con la concentración en equilibrio de los reactivos. 
 
[C]c [D]d 
 K= 
[A]a [B]b 
 
La constante de equilibrio es útil porque permite calcular las concentraciones de equilibrio de los reactivos y 
productos. 
 
Existen los equilibrios homogéneos que se aplican a las reacciones en las que todas las especies reactivas se 
encuentran en la misma fase, como ejemplo tenemos: 
 
N2O4(g) 2 NO2(g) 
 
CH3COOH (ac) + H2O (l) CH3COO- + H3O+ 
 
Los equilibrios heterogéneos son en los que intervienen los reactivos y productos en distintas fases, ejemplo: 
 
CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) 
 
 
Los ácidos y bases débiles sólo se ionizan parcialmente en disociaciones acuosas. Para expresar el grado de 
ionización se puede utilizar la constante de equilibrio de la reacción de ionización. 
 
Ha (ac) +H2O(l) H2O+(ac) + A- (ac) 
 
HA(ac) H+ (ac) + A- (ac) 
 
 
 
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 [H3O]+ [A-] [H+] [A-] 
 Ka= Ka= 
 [HA] [HA] 
 
HA = ácido débil. 
 
La temperatura afecta el equilibrio químico de un sistema, ejemplo: 
 
Co(H2O)62+ (ac) + 4Cl (ac) CoCl42- (ac) + 6H2O (l) 
 Rosa pálido azul intenso 
 
 
3. TRABAJO DE CONSULTA Y PREPARCIÓN DE LAS ACTIVIDADES EXPERIMENTALES 
 
3.1. Definición equilibrio químico. 
3.2. Factores que afectan el equilibrio químico. 
3.3. Diferencia entre ácido fuerte y ácido débil; bases fuertes y bases débiles. 
3.4. Definición de pH y su escala. 
3.5. Diferentes métodos para determinar el pH de una solución. 
3.6. Manejo y cuidado del potenciómetro. 
3.7. Titulación potenciométrica. 
 
Con base en la consulta realizada recuerde elaborar una estructura conceptual (MAPA DE CONCEPTOS) como 
actividad previa a la práctica de laboratorio, en la sección de desarrollo experimental. Así mismo debe incluir al 
menos una referencia adicional utilizada para la consulta empleando las normas APA. 
 
 
4. BIBLIOGRAFÍA 
 
- Brown, T., Lemay, H.E. y Bursten, B.E. 1999. Química: La Ciencia Central. Pearson-Prentice Hall, México. 
- Budavari, S. The Merck Index: an enciclopedia of chemical, drugs and biologicals. Guide for safety in the 
Chemical Laboratory. 
- Chang, R. y College, W. 2002. Química. McGraw Hill, Bogotá. 
- Skoog, D.A. y West, D.M. 1995. Química analítica, sexta edición, McGraw Hill, México. 
 
 
5. MATERIALES Y REACTIVOS (material por bandeja o por grupo de trabajo) 
 
Material Cantidad Reactivos Cantidad 
Por grupo 
Tubos de ensayo con tapa rosca 2 Solución cloruro de cobalto (III) al 1% (propanol 
– agua 90:10) 
 
200 ml 
Vaso de precipitado de 250 ml 2 Solución HCl (0.1M) 500 ml 
Vaso de precipitado de 100 ml 1 Solución ácido acético (0.1M) 250 ml 
Probeta de 50 ml 1 Solución NaOH (0.1M) 500 ml 
Pipeta aforada de 20 ml 1 Solución amoníaco (0.1M) 100 ml 
 
General 
 
 
 
Solución Cloruro de Amonio (0.1M) 
Solución Cloruro de sodio (0.1M) 
Acetato de sodio (0.1M) 
100 ml 
100 ml 
100 ml 
Vaso de precipitado de 150 ml 
Goteros plásticos 
11 
11 
Solución buffer patrón pH 7,0 y 4,0 
Papel indicadro tornasol rojo 
gotero 
Potenciómetro 4 Papel indicador tornasol azul 
Papel indicador universal 
 
 Hielo 
 Agua destilada 
Muestras de uso diario (las especifica el 
docente y puede ser leche, jugos, gaseosa,etc) 
 
100 mL 
 
 
 
 
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6. FICHAS DE SEGURIDAD. 
 
INFORMACIÓN GENERAL DEL COMPUESTO 
Nombre: cloruro de cobalto (III). PICTOGRAMAS DE SEGURIDAD 
 
Fórmula Química: 
 
Peso molecular: 
No. CAS: 
No. UN: 
Frases R: 
Frases S: 
PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS 
Estado físico: 
Color: 
Densidad: 
Solubilidad 
 
Punto de fusión: 
Punto de ebullición: 
Punto de ignición: 
RIESGOS: 
 
 
 
PRECAUCIONES: 
 
 
 
PROTECCIÓN PERSONAL: 
 
 
MANEJO DE EMERGENCIAS: 
 
 
 
MANEJO DE RESIDUOS: 
 
 
 
 
INFORMACIÓN GENERAL DEL COMPUESTO 
Nombre: amoniaco. PICTOGRAMAS DE SEGURIDAD 
 
Fórmula Química: 
 
Peso molecular: 
No. CAS: 
No. UN: 
Frases R: 
Frases S: 
PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS 
Estado físico: 
Color: 
Densidad: 
Solubilidad 
 
Punto de fusión: 
Punto de ebullición: 
Punto de ignición: 
rojo 
azul amarillo 
blanco 
rojo 
azul amarillo 
blanco 
 
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RIESGOS: 
 
 
 
PRECAUCIONES: 
 
 
 
PROTECCIÓN PERSONAL: 
 
 
MANEJO DE EMERGENCIAS: 
 
 
 
MANEJO DE RESIDUOS: 
 
 
 
 
 
INFORMACIÓN GENERAL DEL COMPUESTO 
Nombre: cloruro de amonio. PICTOGRAMAS DE SEGURIDAD 
 
Fórmula Química: 
 
Peso molecular: 
No. CAS: 
No. UN: 
Frases R: 
Frases S: 
PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS 
Estado físico: 
Color: 
Densidad: 
Solubilidad 
 
Punto de fusión: 
Punto de ebullición: 
Punto de ignición: 
RIESGOS: 
 
 
 
PRECAUCIONES: 
 
 
 
PROTECCIÓN PERSONAL: 
 
 
MANEJO DE EMERGENCIAS: 
 
 
 
MANEJO DE RESIDUOS: 
 
 
rojo 
azul amarillo 
blanco 
 
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7. ACTIVIDADES EXPERIMENTALES 
Recuerde hacer el diagrama de flujo y la hipótesis respectiva para las siguientes actividades experimentales en el 
preinforme; también debe consultar las fichas técnicas para los reactivos a utilizar. 
 
7.1. Efecto de la temperatura sobre el equilibrio químico 
 
A dos tubos de ensayo con tapa rosca adicione 5 ml de la solución de cloruro de cobalto (ll), coloque uno de los 
tubos en un vaso con agua con hielo por 5 min y observe comparando con el segundo tubo a temperatura ambiente; 
luego coloque el tubo en un vaso con agua caliente y observe comparando con el que se encuentra a temperatura 
ambiente. 
 
 
Co(H2O)62+ (ac) + 4Cl (ac) CoCl42- (ac) + 6H2O (l) 
 Rosa pálido azul intenso 
 
RESULTADOS ESPERADOS: 
 
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________ 
 
 
DIAGRAMA DE FLUJO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBSERVACIONES: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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7.2. Determinación del pH 
 
Impregnar un trozo de papel tornasol azul, tornasol rojo y universal en las siguientes soluciones y observe el cambio 
de color; luego por medio del potenciómetro ya calibrado determine el pH de las soluciones (para el papel universal 
compare la coloración en la escala respectiva para determinar el intervalo aproximado de pH de cada solución). 
 
Soluciones a determinar pH: HCl 0.1M, NaOH 0.1M, NaCl 0.1M, ácido acético 0.1M, amoniaco 0.1M, cloruro de 
amonio 0.1M, acetato de sodio 0.1M y las muestras de uso diario. 
 
 
RESULTADOS ESPERADOS: 
 
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________ 
 
 
DIAGRAMA DE FLUJO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TABLA DE DATOS: (sustancias químicas) 
 
 
Sustancia Tipo* TA TR PIU pH’metro 
HCl 0.1M 
 
NaOH 0.1M 
 
NaCl 0.1M 
 
Ác. Acético 0.1M 
 
Acetato de sodio 0.1M 
 
Amoniaco 0.1M 
 
Cloruro de amonio 0.1M 
 
(*)= ácido, base o sal. TA= tornasol azul, TR= tornasol rojo, PIU= papel indicador universal. 
 
 
TABLA DE DATOS: (sustancias comerciales) 
 
 
Sustancia TA TR PIU pH´metro 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7.3. Titulación potenciométrica de HCl y ácido acético 
 
Medir con una pipeta aforada 20 ml de ácido clorhídrico (HCl) 0.1M y colocarlo en un vaso de 
precipitado de 250 ml, adicione 50mL de agua destilada y tres gotas de indicador fenolftaleína y mida el 
pH inicial con el potenciómetro. Adicione con bureta pequeños volúmenes de NaOH (0.1M) según las 
indicaciones de la Tabla No. 1. Para cada adición agite la solución, mida el pH y observe el cambio de 
color. Continuar el procedimiento hasta la lectura final. Registre los resultados. 
 
Repita el procedimiento anterior con 20 ml de ácido acético 0.1M. 
 
 
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RESULTADOS ESPERADOS: 
 
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________ 
 
 
DIAGRAMA DE FLUJO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TABLA No. 1: Titulación HCl Titulación CH3COOH 
 
Volumen (ml) 
NaOH 
pH Color 
0.0 
1.0 
3.0 
5.0 
8.0 
10.0 
13.0 
15.0 
18.0 
18.5 
19.0 
19.2 
19.5 
19.8 
20.0 
20.2 
20.5 
21.0 
22.0 
25.0 
30.0 
35.0 
40.0 
 
Nota: Recuerde que los volúmenes de NaOH son totales, esto es que si pasa de 1ml a 3ml de NaOH adicionados, 
tiene que adicionar 2ml del reactivo. 
Volumen (ml) 
NaOH 
pH Color 
0.0 
1.0 
3.0 
5.0 
8.0 
10.0 
13.0 
15.0 
18.0 
18.5 
19.0 
19.2 
19.5 
19.8 
20.0 
20.2 
20.5 
21.0 
22.0 
25.0 
30.0 
35.0 
40.0 
 
 
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8. INFORME DE LABORATORIO 
 
 
- Explique el cambio de comportamiento de la solución de cloruro de cobalto (II) con respecto a la variación de 
temperatura e indique si la reacción directa o la inversa es endotérmica o exotérmica. 
 
- Relacione las medidas de pH por las diferentes metodologías utilizadas, tanto para las soluciones de sustancias 
químicas y de uso comercial, e indique si las sustancias son ácidas, básicas o neutras, y si los métodos de medida 
coinciden entre sí. 
 
- Realice una gráfica en papel milimetrado de las titulaciones potenciométricas de HCl y ácido acético con NaOH (pH 
vs volumen de NaOH). En la gráfica identifique el punto de equivalencia para las dos titulaciones y calcule la 
concentración de ambas soluciones; además para el ácido acético identifique el pKa y calcule luego la Ka. 
 
- Explique el proceso de titulación y el uso de los indicadores ácido-base. 
 
 
9. Bibliografía 
Enuncie la bibliografía utilizada como apoyo para la elaboración de la discusión de resultados y las 
conclusiones.