PRACTICA #1 TITULACIÓN DE SOLUCIONES

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PRÁCTICA Nº1:

TITULACIÓN DE SOLUCIONES

OBJETIVO:

El alumno conocerá y llevara acabo la técnica de la titulación de soluciones en el laboratorio. 

Equipo N° 1:

Gómez Gutiérrez Gabriel

De la Luz Rodríguez Paulina

Vargas de la Mora Mario Alberto

Ramírez Gómez Tania Alejandrina

Almada  Ávila Gabriel

 

Materia: Energía y Consumo de Sustancias Fundamentales

 

Maestro: Jorge  Joel  Reyes Méndez

 

Carrera: Q.F.B

 

Trimestre: 3º

 

Fecha de entrega: 15-03-2012

 

PRÁCTICA Nº1: TITULACIÓN DE SOLUCIONES

OBJETIVOS:

-Conocer la técnica de titulación de soluciones.

Valorar una solución titulante, mediante un estándar primario.

Desarrollar la capacidad analítica para preparar soluciones en el laboratorio.

Llevar un registro detallado de todo lo que haga, asegurarse que sus mediciones estén avaladas por el resto del equipo.

MATERIAL:

1 Probeta de 50ml (para agua destilada).

2 Buretas

Soporte universal

Pinzas para bureta

4 matraces Erlenmeyer

3 vasos de precipitado de 100 ml.

3 pipetas de 1ml.

1 perilla de hule.

2 embudos

1 pizeta

MATERIAL POR EQUIPO:

Franela

Jabón

Cloro

Limones

Acido acético (vinagre).

Maskin-Tape, plumón tinta indeleble.

Gasas

 

 

REACTIVOS:

Agua destilada

Solución de carbonato de sodio (Na2CO3) a 0.1N

Solución acido clorhídrico (HCl) 0.1N.

Solución de hidróxido de sodio (NaOH) 0.1N.

Solución de fenolftaleína.

Solución de anaranjado de metilo.

Papel indicador de Ph.

INTRODUCCIÓN:

TITULACIÓN:

La titulación es un método para determinar la cantidad de una sustancia presente en solución. Una solución de concentración conocida, llamada solución valorada, se agrega con una bureta a la solución que se analiza. En el caso ideal, la adición se detiene cuando se ha agregado la cantidad de reactivo determinada en función de un cambio de coloración en el caso de utilizar un indicador interno, y especificada por la siguiente ecuación de la titulación.

NA VA = NB VB

A este punto se le llama punto de equivalencia.

En términos generales la reacción entre cantidades equivalentes de ácidos y bases se llama neutralización o reacción de neutralización, la característica de una reacción de neutralización es siempre la combinación de hidrogeniones que proceden del ácido, con hidroxiliones procedentes de la base para dar moléculas de agua sin disociar, con liberación de energía calorífica como calor de neutralización y formación de una sal.

En una expresión como la siguiente expresión:

Ácido   +  Base  →  Sal   +   Agua

Ácido: Los ácidos son sustancias que se ionizan en disolución acuosa para formar iones Hidrogeno y así aumentar la concentración de iones H+ (ac). Las moléculas de diferentes ácidos pueden ionizarse para formar diferentes números de iones H+.

Base: Una base es, en primera aproximación (según Arrhenius), cualquier sustancia que en disolución acuosa aporta iones OH al medio.

 

INDICADORES DE PH:

En las titulaciones se pueden utilizar indicadores internos. Los indicadores son compuestos orgánicos de estructura compleja que cambian de color en solución a medida que cambia el pH. A continuación se describen algunos de ellos.

INDICADOR

COLOR ÁCIDO

RANGO DE pH DEL   CAMBIO DE COLOR

COLOR ALCALINO

Azul de timol

Rojo

1.2 – 2.8

Amarillo

Anaranjado de metilo

Rojo

3.1 – 4.5

Amarillo

Verde de bromocresol

Amarillo

3.8 – 5.5

Azul

Rojo de metilo

Rojo

4.2 – 6.3

Amarillo

Papel de tornasol

Rojo

5.0 – 8.0

Azul

Azul de bromotimol

Amarillo

6.0 – 7.6

Azul

Azul de timol

Amarillo

8.0 – 9.6

Azul

Fenolftaleína

Incoloro

8.3 – 10.0

Rojo

Amarillo de alizarina

Amarillo

10.0 – 12.1

Alhucema

 

DESARROLLO:

VALORACIÓN DE SOLUCIONES POR TITULACIÓN.

1. VALORACIÓN DE SOLUCIÓN DE ÁCIDO CLORHIDRICO (HCl):

1) Sujeta la bureta al soporte universal, vierta con ayuda del embudo de vidrio la solución de HCl, hasta que el menisco de la solución quede asentado sobre la línea de lectura.

Coloque una hoja blanca en la base del soporte universal para hacer más notorio el vire.

2) Mida con cuidado 2 muestras de 10 ml de la solución de carbonato de sodio 0.1 M y coloque cada una de ellas en su respectivo matraz Erlenmeyer, a un matraz Erlenmeyer adicione 3 gotas de fenoftaleina, al otro matraz adicione 3 gotas de anaranjado de metilo y mezcle cuidadosamente agitando cada matraz. Determine el pH inicial de la solución, (introduzca una varilla de vidrio perfectamente limpia a la solución, a fin de tomar una gotita de ésta colóquela sobre el papel indicador de pH). Anote el resultado, es conveniente hacer cada titulación y lectura correspondiente por duplicado.

3) Inicie la titulación añadiendo cuidadosamente la solución de HCl a cada matraz con solución de carbonato de sodio, agite cuidadosamente el matraz y observe el cambio de color que tiene lugar en el punto de equivalencia.

Con fenoftaleina, de rosa a incoloro

Con anaranjado de metilo, de amarillo a rojo.

4) Anote el volumen de solución de ácido clorhídrico gastado al finalizar cada Titulación, estos datos son necesarios para calcular la normalidad de la solución. Mediante el uso de papel indicador verifique el valor del pH al finalizar cada titulación. Haga uso de la varilla de vidrio, tal como se recomienda en el paso 1.2

2. VALORACIÓN DE LA SOLUCIÓN DE NaOH.

1) Llene la bureta con la solución de NaOH hasta ajustar el menisco de la solución al volumen de la bureta.

2) Colocar cuidadosamente en un matraz Erlenmeyer 10 ml de HCl, adicione 2 ó 3 gotas de fenoftaleina, agite cuidadosamente y comience a titular gota a gota con el NaOH hasta el vire del indicador de incoloro a rosa; haga un duplicado de esta titulación y anote el resultado del gasto utilizado. La diferencia entre ambas titulaciones no debe variar en más de 0.1 ml. Con este resultado puede calcular la normalidad exacta del NaOH, ya que se valoró también en forma exacta la concentración del HCl a partir de un estándar primario: Na2CO3.

 

3. TITULACIÓN DEL ACÍDO ACÉTICO (VINAGRE BLANCO).

1) Llena la bureta con solución de NaOH 0.1 N, hasta ajustar el menisco de la solución a un volumen de 25 ml.

2) Prepara 10 ml de una solución 1:10 de vinagre midiendo 1 ml de vinagre más 9 ml de agua destilada.

3) En un matraz Erlenmeyer o vaso de precipitado vierte 3 ml de la solución preparada en el paso anterior y añade 27 ml de agua destilada. ¿Cuál es la dilación de la solución?. Determina el pH inicial de esta solución con papel indicador.

4) Mide dos muestras de 10 ml de la solución preparada según se indicó en el párrafo anterior y viértelas en su respectivo matraz Erlenmeyer y añade dos gotas de fenoftaleina. Inicia la valoración de una de las muestras añadiendo la solución de NaOH gota a gota hasta observar el vire. Al concluir la valoración mide el pH final con tira de papel indicador anota el volumen de NaOH consumido.

5) Procede a titular la segunda muestra según se describió en el punto anterior, al concluir la titulación determina el pH final con el papel indicador y anota el volumen de solución de NaOH 0.1 N consumido.

 

4. VALORACIÓN DEL JUGO DE LIMÓN.

1) Vierte la solución de NaOH 0.1 N dentro de la bureta y ajusta el volumen a 25 ml.

2) Prepara una solución 1:10 de jugo de limón mezclado 1 ml de la muestra y 9 ml de agua destilada.

Nota: el jugo de limón debe estar filtrado.

3) En un matraz Erlenmeyer vierte 3 ml de la solución anterior y añade 27 ml de agua destilada ¿Cuál es la dilución final de esta solución? Determina el pH inicial con el papel indicador.

4) Mide 10 ml de la dilución anterior y viértelos en un matraz Erlenmeyer. Añade dos gotas de fenoftaleina. Inicia la titulación con la solución de NaOH 0.1 N como se indico en el punto 3.4. Mide el pH final con el papel indicador.

5) Anota el volumen de la solución de NaOH 0.1 N consumido en tu muestra

6) Procede a titular esta muestra por duplicado empleando un volumen de 10 ml de la solución de jugo de limón, sigue los pasos 4 y 5 descritos anteriormente para titular esta muestra.

DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO EN GENERAL DEL PROCEDIMIENTO:

1) Preparación de soluciones.

2)Agregar indicador

3) colocar material para titular

4)  Ya titulada la solución comparar  los resultados en la tabla.

5) lavado del material

 

OBSERVACIONES:

-Podemos observar la neutralización por medio del viraje de la solución.

-Se pudo observar que cuando titulamos un acido con mayor concentración el gasto es  proporcional.

-Por lo tanto podemos decir que la concentración con el gasto del titulante es una relación directamente proporcional.

-Entre mas acido era la solución teníamos un mayor gasto de reactivos, de igual manera con las bases fuertes.

-Se pudo observar que el llevar acabo una buena preparación de soluciones, es lo que va disminuir el grado de error en nuestras titulaciones.

-Se observo que es importante tener cuidado con la manipulación del material para evitar daños en el mismo.

-Para la manipulación del material a la hora de la agitación es importante colocarse de manera correcta para poder llevar acabo las titulaciones.

-En la titulación con el indicador de pH, como la fenolftaleína, adquiere color rosa cuando el pH es igual o mayor que 8,2.

-Se observo en el caso del  naranja de metilo,  que cuando se pone de  color rojo cuando estaba en un medio ácido.

-También se observo con el naranja de metilo que pasaba a color   amarillo en disoluciones básicas.

RESULTADOS:

TABLA DE LA VALORACIÓN DE (HCl)

Muestra Volumen ml Dilución Volumen gastado PH inicial PH final
Na2CO3 (Fenolftaleína) 10   (0.1M)       —— 10 9.5 6
Na2CO3

(Anaranjado de metilo).

10 (0.1M)       —— 10.5 8.5 6

 

TABLA DE LA VALORACIÓN DE LA SOLUCIÓN (NaOH)

Muestra Volumen ml Dilución Volumen gastado PH inicial PH final
HCl (Fenolftaleína) 10   (0.1M)       —— 7.9   ml 1 5
HCl

(Fenolftaleína)

10 (0.1M)       —— 8.0 ml 1 5

 

TITULACIÓN DEL ÁCIDO ACÉTICO (VINAGRE BLANCO):

Muestra Volumen ml Dilución Volumen gastado PH inicial PH final
NaOH (Fenolftaleína) 10   (0.1N)   1) 1:10

2) 3:27

6.5 3 8
NaOH (Fenolftaleína) 10 (0.1N)   1) 1:10

2) 3:27

6.8 3 7.5

¿Cuál es la dilución de la solución final?   3:30

VALORACIÓN DE ÁCIDO CÍTRICO (JUGO DE LIMÓN).

Muestra Volumen ml Dilución Volumen gastado PH inicial PH final
NaOH (Fenolftaleína) 10   (0.1N)   1) 1:10

2) 3:27

9.4 3 6
NaOH (Fenolftaleína) 10 (0.1N)   1) 1:10

2) 3:27

9.6 3 6

 

 

 

 

 

CÁLCULOS:

Np= Normalidad de la solución problema.

Nv= Normalidad de la solución valorada.

Vv= Volumen empleado en la solución valorada.

Vp= Volumen de la solución problema.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CUESTIONARIO:

  1. 1.      ¿Cuál es la normalidad real del HCl y de la NaOH?

R: 1 N.

  1. 2.      Define los siguientes conceptos:

a)      Mol: cantidad de sustancia que contiene tantas entidades elementales (átomos, moléculas y partículas) como átomos hay exactamente en 12 gramos (o 0.012 kg) del isótopo de carbono -12.

b)      Peso equivalente: es la masa de un equivalente, es decir; la masa de una sustancia dada que se deposita o libera cuando circula un mol de electrones.

  1. 3.      Define los siguientes términos:

a)      Molaridad: número de moles de un soluto en litro de solución.

b)      Normalidad: es la medida de concentración de una solución que se expresa como el número de equivalentes de soluto por litro de solución.

c)      Molalidad: cantidad de sustancia de un soluto, expresado en moles x 1000g.

  1. 4.      Que significado tienen las siguientes relaciones:

% peso/volumen: peso en gramos del soluto presentes en 100ml de disolución.

% volumen/volumen: volumen del soluto por 100ml de solución.

Relación  peso/volumen: cantidad de sustancia contenida en una unidad de volumen de disolución.

Relación volumen/volumen: cantidad de soluto contenida en una unidad de volumen de disolución.

  1. 5.      ¿Cómo se preparan las siguientes soluciones?

a)      75ml de NaCl al 0.85%.

(0.85g/100ml)(75ml)= 1g soluto

(0.85% x 75ml)/100= 0.6375%

b)     80 ml de sulfato de cobre.

CuSO4= 63+32+64= 159g

(159g/100ml) (80ml)= 159/100= 159 x 80= 127.2g

c)      75 ml de carbonato de sodio (Na2CO3) al 2%.

(.2g/100ml) (.75ml)= 1g de soluto.

( 2% x .75ml) /100ml= 0.015%

d)     95 ml de tartrato de sodio y potasio al 1%.

(1g/100ml) (.95ml)=1g soluto.

(1% x .95)/100ml= 0.95%/100= 9.5%

e)      25 ml de albúmina al 1% preparada en solución salina isotónica (NaCl).

(1g/100ml)(25ml)=1g soluto.

(1%x25ml)/100ml=25%/100=0.25%

0.25×100= 25 g de albúmina.

  1. 6.      ¿Cuántos gramos de NaOH  se necesitan para preparar 80ml.De una solución 0.05N.

NaOH= 23+16+1= 40g                         80/1000=0.08%

Peso equivalente 40/2=20g

0.05%= g/(20gx 0.08L)= 1.6 x 0.05=0.03g

 

  1. 7.      a) cómo se preparan 125 ml de una solución 0.05 N de H2 SO4, con los siguientes datos: PESO ESPECÍFICO= 1.84, PUREZA= 98%.

125/1000= 0.125

0.05N= g/(1.84g/0.125)=14.72 x 0.05= 0.736

(98g/100ml)(125ml)=1g soluto

(0.98% x 125ml) /100ml= 122.5/100=1.22%

b)     A partir de la solución anterior, cómo se pueden preparar 75ml de solución 0.03 N.

H2SO4= 2+32+64=98g

0.03N/(98g x 0.075L)=7.35 x 0.03= 0.22g

(0.98% x 0.075ml)/100ml= 7.35%

75/1000= 0.075

 

  1. 8.      ¿Cuál es la reacción química balanceada que se lleva a cabo cuando ocurre la neutralización entre ácido fuerte (HCl) y una base fuerte ( NaOH), y que pH se espera llegar a este punto?

NaOH + HCl                      NaCl + H2O

  1. 9.      Calcula cuál es la concentración porcentual de una solución 0.05 M de cloruro de sodio.

NaCl= 23+12= 35g

100g/35gmol= 2.85 mol de NaCl

(2.85mol/100ml)(1000ml)= 28.5M

 

 

  1. 10.   Calcula la normalidad de una solución 0.06 M de carbonato de sodio.

Na2CO3= 46+12+48= 106g

Peso equivalente= 106g/2= 53g/eq

106g/53g/eq= 2

106/(53x1000ml)= 106/5300=0.02N

 

  1. 11.  Calcula los gramos de hidróxido de sodio necesarios para preparar 350ml de solución 0.1N.

NaOH= 23+16+1= 40g/mol

N1V1=N2V2                       V2= 1N (350ml)/0.1N

V2=N1V1/N2                      V2=350ml/0.1 =3500ml/1000g= 3.5g

N1= 1N

V1= 350ml.

N2= 0.1N

  1. 12.  ¿ Porqué razón se emplea solución de fenolftaleína en la titulación de las soluciones de esta práctica?.

R: porque son sustancias ácidas y básicas y la fenolftaleína es un indicador muy utilizado que en medio ácido o neutro es incoloro, pero es de color rosa intenso en soluciones básicas por lo que lo hace el mejor indicador en titulaciones.

 

  1. 13.  ¿A qué se llama punto de equivalencia en una solución ácido-base?.

R: al punto en el cual el ácido ha reaccionado o neutralizado completamente en la base.

 

BIBLIOGRAFÍA.

Chang, R. (1999), Química Edición breve.Ed.McGraw-Hill, México.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CONCLUSIONES:

-Se puede concluir que la titulación es un método para determinar la cantidad de una sustancia presente en solución.

-Para llevar acabo una titulación correcta, es necesario seguir el método para evitar errores, ya que eso es un factor determinante en los resultados obtenidos.

-Podemos decir que es una solución de concentración conocida, se le llama solución valorada.

-Es importante llenar la bureta hasta el aforo, para poder empezar a titular.

-Es necesario etiquetar todo el material para evitar confusión de reactivos.

-Los indicadores de pH nos servirán para observar como se lleva acabo la titulación.

-Las diluciones que se llevaron acabo en la práctica, es lo que determinara el gasto de reactivos con el que se esta titulando, ya que entre mas concentrada este la solución será mayor el gasto.

-Todas las mediciones son necesarias llevarlas acabo con la pipeta, ya que con el uso de las mismas, disminuiremos el grado de error en las mediciones de las soluciones, por lo tanto habrá un grado de incertidumbre menor.

-Es importante a la hora de desechar los reactivos estar con la llave abierta para disminuir su concentración y evitar daños en las instalaciones.

-Es importante llevar acabo todas las diluciones con agua destilada.

-La neutralización se llevar acabo cuando halla un  viraje en la solución.

-Entre más diluciones se lleven acabo, la concentración de los reactivos será menor.

-Se puede concluir que cada uno de los colorantes utilizados, tiene un viraje diferente.

-El viraje de los colorantes va a depender si quedan como producto soluciones básicas o acidas.

-La tabulación y análisis de los datos, servirá de guía para observar si se llevaron acabo de manera correcta las titulaciones, o en que posiblemente hubo error.

-Las muestras que se llevan en el experimento por duplicado sirven para ver el grado de erro en la preparación de las muestras.

 

 

 

 

 

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