Práctica 11 Titulación Potenciométrica2015

Práctica # 11 ITESM, campus Qro.Academia de Química

Depto. de Ciencias Básicas

TITULACIÓN POTENCIOMÉTRICA

1. Aprender a manejar el potenciómetro para la determinación del pH. 2. Aplicar los principios de Equilibrio ácido-base.3. Aplicar la ecuación de Nernst en el fundamento de la potenciometría. 4. Identificar los diferentes equilibrios involucrados en la valoración de ácido fosfórico y de ácido

clorhídrico.5. Identificar los cambios en la forma de la curva potenciométrica y asociarlos a los cálculos

cuantitativos de la reacción.6. Diferenciar entre una valoración potenciométrica y valoración con bureta usando indicadores.

Incluir al menos los siguientes puntos:1. ¿Qué es una titulación potenciométrica?¿Qué es una curva de titulación?2. ¿Qué se entiende por ácido monoprótico, diprótico o triprótico?3. Indique definiciones y ejemplos de ácido fuerte y débil4. ¿Qué es el pKa de un ácido? ¿Cómo varía este valor para un ácido fuerte y un ácido débil?5. Investiga sobre los valores de pH de vire de los indicadores empleados en la práctica

Equipo o material Reactivos1 potenciómetro 80 mL Soln de NaOH 0.2 N (valorada)2 Bureta de 50 mL 30 mL Soln de HCl 0.1 N1 agitador magnético con magneto 20 mL Solución de ácido fosfórico 0.2 M2 vasos de ppdo. de 50 mL Indicador de fenolftaleína al 0.1%2 vasos de ppdo de 250 mL Indicador de rojo de metilo 0.12 Soporte universal2 Pinzas1 Probeta de 50 mL1 PicetaEmbudo de plástico

_____________________________________________________________________________Q1004. Laboratorio de Química 1

Objetivos

Marco Teórico

Procedimiento

Materiales y Reactivos



Valoración potenciométrica del HCl

1. Calibrar el potenciómetro con el calibrador de acuerdo a las instrucciones de su profesora. 2. Verter 30 mL de la solución de HCl 0.1 N en un vaso de precipitados de 250 mL, medir el pH

de la solución de HCl 0.1 N.3. Coloque en la bureta la solución de NaOH 0.2 N valorada, se va agregando a la solución de

HCl en incrementos de 0.5 mL registrando en cada ocasión el pH, hasta observar un cambio drástico en el pH y continuar agregando al menos unos 2.5 mL más ( en incrementos de 0.5mL ) después de este gran cambio. Cada que agregue NaOH mezclar perfectamente antes de tomar la lectura de pH.

Valoración del ácido fosfórico usando indicadores

1. Pipetear 10 mL de la solución de H3PO4 0.2 M y agregar a un vaso de precipitados de 250

mL y diluir con 50 mL de agua destilada, agregar 3 gotas de la solución de rojo de metilo y titular con agitación constante agregando la solución de NaOH 0.2 N hasta el punto final del vire del indicador y registre el volumen (V1)

2. El volumen V1 nos servirá de referencia para la posterior valoración potenciométrica del

primer H+ del H3PO4.

3. Repetir el paso 1, pero usando como indicador 3 gotas de fenolftaleína y registre el volumen (V2)

4. El volumen V2 nos servirá de referencia para la posterior valoración potenciométrica del

segundo H+ del H3PO4.

Valoración potenciométrica del ácido fosfórico.

1. Pipetear 10 mL de la solución de ácido fosfórico 0.2 M colocarlos en un vaso de precipitado de 250 mL y diluir con 50 mL de agua destilada.

2. Introducir el magneto a la solución, cuidando que al agitar no tope con los electrodos. 3. Agregar con agitación constante la solución de NaOH 0.2 N y registrar los valores de pH de

la solución después de agregar 0.5 mL cada vez. Cuando falte 1 mL para registrar el volumen V1 de la valoración con rojo de metilo, agregar a intervalos de 0.1 mL de solución

de NaOH cada vez, lo mismo que 1 mL después. En cada agregado de la solución de NaOH no olvidarse de registrar el pH.

4. Continuar la valoración agregando 0.5 mL cada vez de la solución de NaOH y registrar su pH. Cuando falte 1 mL para completar el volumen V2 de la valoración del paso 2º con

fenolftaleína, agregar a intervalos de 0.1 mL de NaOH cada vez, lo mismo que 1 mL después. Continuar agregando la solución de NaOH hasta un volumen 1.2 veces superior a (V2-V1) y registrar los pH en cada agregado el cual no debe pasar de pH = 11




Entregue a su instructor los siguientes datos:

Nombre Matrícula

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1. Construya las tablas de las valoraciones potenciométricas

Tabla de valoración potenciométrica delHCl con NaOH 0.2M

Volumen de NaOH agregado

pH registrado ΔpH/ΔV Δ2pH / ΔV2

123456789

1011121314151617

18..

Tabla de valoración potenciométrica delH3PO4 con NaOH 0.2M

Volumen de pH ΔpH/ΔV Δ2pH / ΔV2


Resultados



NaOH agregado

registrado

123456789

1011121314151617

18..

2. Construya las gráficas (en Excel) , usando las tablas de la valoración potenciométrica para el HCl y el H3PO4 a) pH vs V b) ΔpH / ΔV vs ΔV

c) Δ2pH / ΔV2 vs V

Identifica los puntos de equivalencia en las gráficas

3. ¿Qué información proporciona cada una de las gráficas? ¿cómo se interpretan?

4. Calcule la normalidad del HCl usando las gráficas

5. Calcule el valor del pKa1 y el pKa2 el Ka1 y Ka2 del ácido fosfórico usando los datos de las gráficas y compare sus resultados con los reportados en tablas

6. Calcule el volumen de la solución de NaOH en la neutralización total de los tres hidrógenos del ácido fosfórico

7. Calcular la N del ácido fosfórico en base a las gráficas:

a) suponiendo neutralización total H3PO4 PO4-3 + 3 H+

b) Suponiendo que solo se neutraliza un protón H3PO4 H2PO4- + H+

c) Suponiendo que se neutralizan dos protones. H3PO4 HPO4-2 + 2 H+




__________________________Firma del instructor(a)

Discute al menos los siguientes puntos en tu análisis de resultados. Recuerda que debes de fundamentar con bibliografía este apartado.

Al realizar las adiciones de NaOH a la solución de HCl o de H3PO4, ¿qué significa el cambio drástico de pH que se observa?

Explicar porque se deben adicionar fracciones de 0.1 mL de NaOH 0.4M cerca de cada punto de equivalencia de la valoración.

Explica por qué es importante continuar adicionando NaOH después de los cambios drásticos de pH

Explica por qué para el caso del H3PO4 primero se realiza la titulación con indicadores

Explique porque no se produce la curva de inflexión de la valoración del tercer H+ del H3PO4

Explica porque para la valoración del primer protón del H3PO4 se utiliza rojo de metilo y para el segundo protón se emplea fenolftaleína

Explica cuál es la razón por la cual se calcula la primera y segunda derivada para poder construir las gráficas pedidas en la práctica

Explica por qué para el HCl solamente se observa un cambio drástico de pH y para el H3PO4 se observan dos cambios.

Explica si existe o no diferencia entre los valores de pKa teóricos con los obtenidos en el laboratorio. Justifica las diferencias que pudieran presentarse.

¿Cómo coinciden los valores de normalidad calculados en el apartado de resultados con los valores teóricos?. Explique las diferencias que pudieran observarse.

1. ¿Qué es una solución buffer o amortiguadora?, a partir de qué compuestos se puede preparar? Para qué se utilizan las soluciones buffer en las reacciones químicas.


Análisis de Resultados

Cuestionario



2. ¿Cuál es la diferencia entre el punto de equivalencia de la valoración potenciométrica y el punto final de la valoración con indicadores.

(Tomado de: Mutio, R. Ana M., López, S. Carolina, Venegas, B. Luz M., Segal, Ranjana. Aprendiendo Química Gota por Gota. 1° Edición. México, Editorial Cengage Learning, 2010.

I. Completen el siguiente cuadro (Como equipo).

Residuo generado ¿Cómo se desechó el residuo?

¿Les parece adecuado el manejo que se le dio? Fundamenten su respuesta

II. Reflexión Personal Como sabes, en esta práctica el tema estudiado fue ___________________________. ¿Qué conceptos reafirmaste o aprendiste a lo largo de esta práctica que te vayan a ser útiles en tu desempeño profesional o en tu vida cotidiana? Explica detalladamente.


ETICA EN EL LABORATORIO

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