Practica 6: Equilibrio Ionico y PH
Practica 6: Equilibrio Ionico y PH
Practica 6: Equilibrio Ionico y PH
NACIONAL
INGENIERÍA INDUSTRIAL
PRACTICA 6:
EQUILIBRIO IONICO Y PH
2IM32
INTEGRANTES:
OBJETIVOS..........................................................................................................................................3
RESUMEN..................................................................................................3
MARCO TEÓRICO.......................................................................................3
DESARROLLO EXPERIMENTAL...................................................................7
DATOS EXPERIMENTALES..........................................................................7
CÁLCULOS ................................................................................................7
TABLA DE RESULTADOS............................................................................9
CONCLUSIONES.........................................................................................9
CUESTIONARIO..........................................................................................9
BIBLIOGRAFÍA.........................................................................................12
OBJETIVOS
1. Medir el grado de acidez o basicidad de soluciones electrolíticas fuertes y débiles, por medio de
un procedimiento potenciómetro.
RESUMEN
En esta práctica utilizamos ácido clorhídrico e hidróxido sodio sabiendo que los ácidos, las bases y
las sales pertenecen a un grupo de sustancias llamadas electrolitos, que se caracterizan porque al
disolverse en agua se disocian en iones lo que permite que sean conductores de la electricidad.
En 1884, Svante Arrhenius un químico sueco, fue el primero que propuso, dentro de una teoría
que lleva su nombre, que los ácidos eran sustancias que al ionizarse producían iones de hidrógeno
(H+). Así, el HCl al ionizarse da lugar a los iones de hidrógeno y a los iones de cloruro.
Por otra parte según la misma teoría, las bases son sustancias que en solución acuosa producen
iones hidróxido (OH-)
Esta reacción se simplifica indicando sólo la reacción iónica, donde se combinan los iones H+ del
ácido con los OH- de la base para formar moléculas de agua.
MARCO TEÓRICO
EL EQUILIBRIO IÓNICO
ÁCIDOS Y BASES
El término ácido proviene del latín acidus que significa “agrio”, y se refiere al sabor característico
de estos compuestos; además del sabor, los ácidos en general son substancias que provocan vire
del tornasol azul a rojo, reaccionan con los metales liberando Hidrógeno, al tacto tiene sensación
acuosa, y pierden estas propiedades cuando reaccionan con bases.
Las bases también se denominan álcalis, nombre que proviene del griego alqili y que significa
“ceniza”, porque estas eran la fuente de donde se obtenían los álcalis. Sus propiedades
características incluyen un sabor amargo, viran el color del tornasol de rojo a azul, al tacto son
resbalosas o jabonosas, y reaccionan con los metales formando hidróxidos, frecuentemente
insolubles.
Arrhenius
La primera sistematización de los conceptos de ácido y base fue elaborada por el sueco Svante
Arrhenius, quien en 1897 definió un ácido como una sustancia que en solución libera iones
hidrógeno o protones (H+) i y una base como una sustancia que en solución libera iones hidroxilo
(OH¯).
Bronsted y Lowry
En 1923 Johannes Nicolaus Brönsted, en Dinamarca y Thomas Martin Lowry, en Inglaterra, cada
uno en forma independiente y casi simultáneamente, propusieron explicaciones del
comportamiento ácido y base.
Según Brönsted y Lowry, un ácido es una sustancia capaz de ceder H+ . Mientras que una base es
una sustancia capaz de aceptar H+. Este comportamiento simétrico, implica que para que una
sustancia pueda actuar como ácido, cediendo H+, debe existir en el medio en que se encuentra
otra que sea capaz de comportarse como base, aceptándolos; o sea una sustancia sólo puede
actuar como ácido, en presencia de otra sustancia que pueda actuar como base, y viceversa. Al
aplicar esta definición, resulta que el responsable del comportamiento básico de los hidróxidos
minerales es el grupo OH¯, porque es el grupo que tiene la capacidad de aceptar protones. Por
último, permite explicar el comportamiento básico de sustancias, que no poseen grupos OH¯,
como las aminas, que son básicas porque el Nitrógeno tienen un par de electrones no compartido
que puede usar para aceptar un H+
Según estos conceptos, el agua tiene propiedades de ácido y base, porque puede ceder o aceptar
protones, como se muestra en las reacciones siguientes:
La Teoría de Brönsted y Lowry, funciona bien para solventes que como el agua, pueden
intercambiar protones, pero no sirve cuando se trabaja en solventes orgánicos que no lo hacen,
esta omisión se corrige en la definición de Lewis.
Al igual que otros electrolitos, los ácidos y bases también pueden ser fuertes o débiles. Un ácido
fuerte (AH) es aquel que cede H+ con facilidad y en solución acuosa está totalmente disociado
. AH A¯ + H+
Un ácido débil (aH) cede sus H+ con dificultad y se disocia poco en solución acuosa.
aH a¯ + H+
Una base fuerte (B) es aquella que acepta los H+ con facilidad, y en presencia de una cantidad
suficiente de H+ está completamente protonada.
B + H+ BH+
Una base débil (b) acepta con dificultad los H+ y sólo está protonada parcialmente.
b + H+ bH+
El grado de disociación de un ácido o una base es modificado por la acidez de la solución en que se
encuentra. Una sustancia puede actuar como ácido cuando la acidez del medio es baja y
comportarse como base esta aumenta.
Característica que da a los ácidos es su olfato, que se deriva del vocablo acidus, el cual significa
"agrio". Esta particularidad es evidente en algunas otras formas cítricas de frutas (limón, naranja)
o algunos que contienen ácidos (yogur, vinagre). El sabor de las bases (muchas de ellas son
toxicas) no es tan característico como en los ácidos, pues presentan mayor variedad, pero se
puede decir que son ligeramente amargas (jabón, bicarbonato de sodio). Por otro lado, las bases
son resbalosas al tacto (mezcla agua y jabón). Algunas bases son tan fuertes o concentradas que
pueden llegar a causar serias lesiones en la piel si el contacto es prolongado.
Los ácidos reaccionan con las proteínas cambiándoles su aspecto físico (Ej.: Al agregar jugo de
limón (ácido) a la clara de un huevo; que contiene una proteína llamada albúmina, esta última se
empieza a solidificar y tomar un color blanquecino). Una característica compartida es que son
electrolíticos, es decir, conducen la corriente eléctrica en disolución acuosa.
pH
Tal como el "metro" es una unidad de medida de la longitud, y un "litro" es una unidad de medida
de volumen de un líquido, el pH es una medida de la acidez de la alcalinidad de una sustancia.
Cuando, por ejemplo, decimos que el agua está a 91° Celsius expresamos exactamente lo caliente
que está. No es lo mismo decir “el agua está caliente” a decir “el agua está a 91 grados Celsius”. De
igual modo, no es lo mismo decir que el jugo de limón es ácido, a saber, que su pH es 2,3, lo cual
nos indica el grado exacto de acidez.
Necesitamos ser específicos. Por lo tanto, la medición de la acidez y la alcalinidad es importante,
pero ¿cómo está relacionado el pH con estas medidas?
ESCALA DE pH
La escala pH está dividida en 14 unidades, del 0 (la acidez máxima) a 14 ( nivel básico máximo). El
número 7 representa el nivel medio de la escala, y corresponde al punto neutro. Los valores
menores que 7 indican que la muestra es ácida. Los valores mayores que 7 indican que la muestra
es básica.
La escala pH tiene una secuencia logarítmica, lo que significa que la diferencia entre una unidad de
pH y la siguiente corresponde a un cambio de potencia 10.
En otras palabras, una muestra con un valor pH de 5 es diez veces más ácida que una muestra de
pH 6. Asimismo, una muestra de pH 4 es cien veces más ácida que la de pH 6.
CÓMO SE MIDE EL PH
Una manera simple de determinarse si un material es un ácido o una base es utilizar papel de
tornasol. El papel de tornasol es una tira de papel tratada que se vuelve color rosa cuando está
sumergida en una solución ácida, y azul cuando está sumergida en una solución alcalina.
Los papeles tornasol se venden con una gran variedad de escalas de pH. Para medir el pH,
seleccione un papel que dé la indicación en la escala aproximada del pH que vaya a medir. Si no
conoce la escala aproximada, tendrá que determinarla por ensayo y error, usando papeles que
cubran varias escalas de sensibilidad al pH.
Para medir el pH, sumerja varios segundos en la solución el papel tornasol, que cambiará de color
según el pH de la solución. Los papeles tornasol no son adecuados para usarse con todas las
soluciones. Las soluciones muy coloreadas o turbias pueden enmascarar el indicador de color.
El método más exacto y comúnmente más usado para medir el pH es usando un medidor de pH
(potenciómetro) y un par de electrodos. Un medidor de pH es básicamente un voltímetro muy
sensible, los electrodos conectados al mismo generarán una corriente eléctrica cuando se
sumergen en soluciones. Un medidor de pH tiene electrodos que producen una corriente eléctrica;
ésta varía de acuerdo con la concentración de iones hidrógeno en la solución.
DESARROLLO EXPERIMENTAL
1. Lo primero que se debió hacer para esta práctica fue calcular la cantidad de NaOH y HCl
necesaria para preparar las soluciones con las que realizaremos el experimento.
2. Una vez calculadas las cantidades necesarias para preparar 100 ml de solución de NaOH
0.1M, se procedió a pesar las perlas de NaOH.
3. Una vez pesadas, se colocaron en el matraz de aforación de 100 ml, se disolvieron con
agua destilada y posteriormente se aforó a 100ml.
4. De igual forma, una vez calculas las cantidades necesarias de HCl necesarias para preparar
100ml de solución a 0.1M, se procedió a medirlo en una pipeta y se vertió en el matraz de
aforación, posteriormente de aforó a 100 ml.
5. Posteriormente para cada solución se tomó una alícuota de 10 ml, correspondiente a la
cantidad necesaria para preparar 100 ml a 0.01M para cada solución
6. Ya preparadas las cuatro soluciones, se procedió a tomar el pH de cada solución por tira
tornasol; lo cual consiste en supergir la tira en la solución y comparar el color obtenido con
un patrón de colores impreso en la caja donde se almacenan las tirillas.
7. Finalmente utilizó el potenciómetro en cada solución, lo cual consiste en sumergir el
electrodo del potenciómetro en cada solución y esperar a que se estabilice la medida.
DATOS EXPERIMENTALES
Cálculos
TABLA DE RESULTADOS
Sin duda alguna el potenciómetro es mucho más preciso y exacto, lo podemos ver en los
resultados en % de error del NaOH, donde tuvimos mayor control de las condiciones para la
preparación de la solución inicial al 0.1M. Sin embargo, los resultados obtenidos en el % de error
del potenciómetro en el HCl podrían hacer pensar que las tirillas fueron más exactas. La razón por
la que se obtuvieron esos resultados es, sin lugar a dudas, por la manera en la que obtuvieron los
0.852ml iniciales para preparar la solución al 0.1M, ya que se usó una pipeta de 10ml, en lugar de
una de 1ml o una pipeta automática, lo cual elevó considerablemente el % de error en las
mediciones.
En resumen, las tirillas de papel tornasol son únicamente un método preliminar para medir el pH,
pues no son exactas, mientras que el potenciómetro sería un instrumento de medición exacta para
medir el pH en condiciones donde la exactitud sea una variable de suma importancia.
CUESTIONARIO
1-. Calcule el pH que teóricamente espera obtener parra cada una de las soluciones
2-. Compare el resultado experimental con el dato teórico y expliqe una razón en caso de existir
diferencia entre uno y otro valor
Como se puede apreciar en la siguiente tabla, comparando los datos teóricos con los datos
experimentales obtenidos por el potenciómetro, existe una pequeña diferencia entre los dos.
Como se muestra en la tabla de resultados de la práctica, existe un pequeño margen de error
cuando se preparan las soluciones con condiciones controladas. La razón por la que hay esa
diferencia es porque se asume la concentración es 0.1M y 0.01M respectivamente. En caso de
tener equipo más exacto para la elaboración de las soluciones lograríamos % de error mucho más
pequeños.
X2
Ka = ¿ ¿ ¿ = 1.88*105= X= 1.33*10−3
X −1
% α = ¿¿
4-. Calcule el valor de la constate Ka experimental para el acido acético 0.1M a partir del valor
obtenido de su pH
Es una solución que es capaz de mantener un pH constante gracias a que contiene una sal que es
capaz de disociarse o formarse más sal para regular el pH en caso de agregársele un ácido o una
base dentro de su rango de efectividad.
Se prepara con la mezcla de un ácido débil y una sal (en caso de que se desee mantener un pH
ácido) o bien una mezcla de una base débil y una sal (en caso de desear mantener un pH alcalino),
en donde se juega con el equilibrio iónico, presentándose el efecto del ion común y regular así la
+¿¿
concentración del ion H .
KOH K +¿+OH ¿
X2
Kb = ¿ ¿ ¿ = 1.75*105= X= 1.86*10−3
X −1
6.1936∗0.98
Volumen H 2 SO 4 concentrado = =¿3.2987ml
1.84
10.- ¿Qué importancia tiene desde el punto de vista industrial el estudio del pH? Cite algunos
ejemplos
BIBLIOGRAFÍA
"Ácidos y Bases". Autor: Julia Máxima Uriarte. Para: Caracteristicas.co. Última edición: 5 de
octubre de 2019. Disponible en: https://www.caracteristicas.co/acidos-y-bases/.
Consultado: 19 de noviembre de 2019. Fuente: https://www.caracteristicas.co/acidos-y-
bases/#ixzz65kUMgm00