Laboratorio #2 - Ácidos y Bases

Laboratorio #2: Ácidos y Bases
Sitio: Campus Universidad de El Salvador Imprimido Karla Guadalupe Geraldina

Química General 2023-Doctorado en por: Aguirre Vasquez
Curso:
Medicina Monday, 17 de April de 2023,
Día:
Libro: Laboratorio #2: Ácidos y Bases 15:32
Descripción
El laboratorio incluye los temas vistos en las videoconferencias 13 a la 16

Tabla de contenidos
1. Objetivos
2. Teoría
3. Parte experimental
4. Video de laboratorio
5. Ejercicios de laboratorio
6. Bibliografía
1. Objetivos
Objetivos generales:
Determinar propiedades ácido base de diferentes sustancias y la capacidad de amortiguar
cambios de pH de disoluciones buffer frente a la adición de ácidos o bases fuertes, utilizando
para ello papel indicador de pH y pHmetros.
objetivos específicos:
Identificar la forma de medición de pH mediante la utilización de papel indicador
de pH y pHmetro
Reconocer la capacidad amortiguadora de una disolución buffer de fosfato
Conocer el pH de disoluciones de Cloruro de Sodio y de Acetato de sodio
2. Teoría
El pH de una disolución se define como el logaritmo negativo de la concentración del ion

hidrógeno en (mol/L):
El logaritmo negativo proporciona un número positivo para el pH, el cual, de otra manera, sería
negativo debido al pequeño valor de [H+]. Debido a que el pH sólo es una manera de expresar la
concentración del ion hidrógeno, las disoluciones ácidas y básicas a 25°C se identifican por sus
valores del pH , como sigue:
MEDICIÓN DE pH
El pH de una disolución puede medirse con rapidez y exactitud con un pH-metro, tal
y como se muestra en la figura 1. En resumen, un pH-metro consiste en un par de
electrodos conectados a un dispositivo capaz de medir pequeños voltajes, del orden
de milivolts. Cuando los electrodos se introducen en una disolución se genera un
voltaje, el cual varía con el pH. Este voltaje es leído por el pH-metro, el cual está
calibrado para dar el pH.
Figura 1. pH de mesa
Aunque son menos precisos, los indicadores ácido-base también pueden utilizarse para medir
el pH. Un indicador ácido-base es una sustancia colorida que por sí misma puede existir en
forma de ácido o de base. Las dos formas tienen diferentes colores. Entonces, el indicador se
torna de un color en un ácido y de otro color en una base. El viraje de coloración de algunos
indicadores es mostrado en la figura 2.
Figura 2. Intervalo de pH del cambio de color de indicadores ácido base.
También se puede utilizar papel tornasol o papel pH para la identificación del pH. Estas tiras
contienen reactivos indicadores de color que están unidos de forma covalente a papeles
reactivos y adheridos a tiras de plástico, tal como se muestra en la figura 3.

Figura 3. Papel tornasol
pH PARA LAS MEDICIONES DE SALES

Como casi todas las sales son electrolitos fuertes, podemos asumir que cuando las
sales se disuelven en agua, se disocian por completo. Como consecuencia, las
propiedades ácido-base de las disoluciones de sales se deben al comportamiento
de los cationes y aniones que las constituyen. Muchos iones pueden reaccionar con
agua para generar H+(ac) ó OH-(ac). Este tipo de reacción se conoce con
frecuencia como hidrólisis. El pH de una disolución acuosa de una sal puede
predecirse de manera cualitativa si se considera a los iones que forman la sal.
Sales con aniones provenientes de un ácido débil, reaccionaran con el agua y
proveerán un ambiente básico a la disolución, sales con cationes provenientes de
una base débil, reaccionarán con el agua y proveerán un ambiente ácido a la
disolución, mientras que aquellas sales cuyos cationes y aniones provienen de
ácidos y bases débiles, el pH que presenten en disolución dependerá de la fuerza
ácida o básica de los cationes o aniones.
DISOLUCIONES AMORTIGUADORAS
Las disoluciones que contienen un par conjugado ácido-base débil, pueden resistir cambios
drásticos en el pH después de la adición de pequeñas cantidades de ácidos o bases fuertes.
Estas disoluciones se conocen como disoluciones amortiguadoras, reguladoras, buffer o
tampón.
La capacidad amortiguadora (capacidad tamponante) es la cantidad de ácido o base que la

disolución amortiguadora puede neutralizar antes de que el pH comience a cambiar de manera
apreciable. La capacidad amortiguadora depende de la cantidad de ácido y base a partir de la
cual se formó la disolución amortiguadora. El pH de la disolución amortiguadora depende de la
Ka del ácido y de las concentraciones relativas del ácido y la base que componen la disolución
amortiguadora.
Para estudiar a profundidad los términos mencionados, analizaremos curvas de titulación

(gráfico que representa el cambio de pH frente a la cantidad de ión Hidróxido añadido), para lo
cual iniciaremos con la del ácido acético con Hidróxido de sodio, mostrado en la figura 4.
Figura 4. Curva de titulación del ácido acético
Al principio de la titulación, antes de añadir el NaOH, el ácido acético ya está ligeramente

ionizado, en un grado que se puede calcular a partir de su constante de disociación. A medida
que se va H+ libre, el ácido se disocia más para satisfacer su propia constante de equilibrio, el
resultado neto es que a medida progresa la titulación es que se ioniza más y más el Ácido,
formando iones acetato, según se va añadiendo NaOH.
Obsérvese que en esta curva de titulación del ácido acético tiene una zona relativamente plana
que se extiende alrededor de 1 unidad de pH a cada lado del punto medio de pH=4.76, dentro de
esta zona cierta cantidad de H+ o OH- añadida al sistema tiene un efecto mucho menor sobre el
pH que la misma cantidad añadida fuera de ella. Esta zona relativamente plana en la región de
tamponamiento del par ácido acético – acetato.
En el punto medio de la región de tamponamiento donde la concentración de ácido acético es

exactamente igual a la del ion acetato , el poder tamponante del sistema es máximo; esto es, se
produce el menor cambio de pH cuando se adiciona H+ o OH-. El pH en este punto de la curva de
titulación del ácido acético cambia ligeramente cuando se adiciona una pequeña cantidad de
H+ o OH-, pero este cambio es muy pequeño si se compara con el cambio de pH que se
produciría si se añadiese la misma cantidad de H+ o OH- al agua pura o a una disolución de la sal
de un ácido y una base fuertes, tal como el NaCl, que no tiene capacidad tamponante.
Figura 5. Comparación de las curvas de titulación de 3 ácidos débiles
La figura 5, muestra la comparación de 3 ácidos débiles con constantes de disociación muy

diferentes. Aunque las curvas de titulación de estos ácidos tienen la misma forma, están
desplazados a lo largo del eje de pH debido a que los 3 ácidos tienen diferente fuerza. Cada par
ácido – base conjugado tiene una zona característica de pH en la que es un tampón eficaz. El
par H2PO4-/HPO4-2 tiene un pKa de 6.86 y, por tanto, puede servir como sistema tampón
eficiente entre aproximadamente pH 5.9 y pH 7.9; el par NH4+/NH3, con un pKa de 9.25, puede
actuar como tampón entre aproximadamente pH 8.3 y pH 10.3.
La ecuación de Henderson – Hasselbach se ajusta a la curva de titulación de todos los ácidos

débiles y nos permite deducir una serie de relaciones cuantitativas.
3. Parte experimental
REACTIVOS, MATERIALES Y EQUIPO

Reactivos Materiales Equipos
Agua de chorro Beaker Agitador magnético
Agua destilada Agitador magnético pH-metro
NaOH Beaker
HCl Espátula de metal
Cloruro de sodio Balón volumétrico
Acetato de sodio Frasco lavador
Buffer de fosfato Papel pH
Vinagre Vidrio de reloj
Bicarbonato de sodio Pipeta pasteur
PROCEDIMIENTO
A) UTILIZACIÓN DE PAPEL pH
Se preparará una disolución de ácido acético a partir de vinagre comercial y una disolución
de Bicarbonato de sodio
Cortar 3 trocitos de papel pH y colocarlos sobre un vidrio de reloj
A uno de ellos agregar 1 gota de agua, al segundo una gota de disolución básica, al tercero
agregar una gota de disolución ácida y comparar la coloración observada con los colores de
la caja de papel pH
Anotar el valor aproximado del pH del agua, pH de la disolución de ácido acético y el pH de la
disolución de Bicarbonato de sodio
B) UTILIZACIÓN DE pH-METRO
Añadir 50 mL de agua de grifo en un beaker y colocarlo sobre un agitador magnético
Anotar el pH introduciendo el electrodo de vidrio del pH-metro en el contenido del beaker,
teniendo el cuidado que este no toque las paredes del beaker ni el agitador magnético
Agregar 2 gotas de disolución de Ácido acético (preparada en el apartado anterior) y anotar
el pH observado
Agregar 2 gotas de disolución de Bicarbonato de Sodio (preparada en el apartado anterior)
hasta obtener un pH básico
C) DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD AMORTIGUADORA DE UNA DISOLUCIÓN BUFFER
Agregar en un beaker agua y en un segundo disolución buffer de Fosfato 0.1 M de pH 6.4 y

colocar ambos sobre un agitador magnético.
Agregar a cada beaker 50 µL de una disolución de Ácido Clorhídrico y anotar el pH medido en
cada uno de los beaker, repetir el procedimiento con otros 50 µL del ácido fuerte.
Adicionar sobre los dos beaker 50 µL de una disolución de Hidróxido de sodio y anotar el pH
medido en cada uno de los beaker, repetir el procedimiento con otros 50 µL de la base fuerte.
4. Video de laboratorio
Nota importante: Es el laboratorio N°2 no el N° 3 como dice al inicio del video

5. Ejercicios de laboratorio
Desarrolle los siguientes ejercicios:
Ejercicio 1
Calcule el pH de una disolución preparada por dilución de 3.0 mL de HCl 2.5 M hasta un volumen
final de 100 mL con agua
Ejercicio 2
a) Calcular el pH de una mezcla de 0.042 M de NaH2PO4 y 0.058 M de Na2HPO4
b) Si se le añade 1 mL de NaOH 10 M a 1 L del tampón preparado en a) ¿Cuánto variará el pH?
Ejercicio 3
¿Cuál de los siguientes compuestos sería el mejor tampón a pH = 5; ácido fórmico (pKa = 3.8),
ácido acético (pKa = 4.76) o etilamina (pKa = 9.0). Justifique brevemente su respuesta
Ejercicio 4
Determinar el pH de una disolución de Acetato de potasio (CH3COOK) 0.5 M sabiendo que la Ka
del ácido acético tiene un valor de 1.8 x 10-5
Ejercicio 5
Vea la siguiente tabla y la curva de titulación para determinar a cuál compuesto de la tabla
corresponde la curva de titulación.

Una vez identificado el compuesto señalar las regiones de amortiguamiento y el valor de pKa en
la gráfica
6. Bibliografía
Brown, T. (2009). Química: la ciencia central. Cap. 16 “equilibrios ácido base” y cap. 17
“aspectos adicionales del equilibrio acuoso” pág. 723 – 727, decimoprimera edición. PEARSON
EDUCACIÓN. México
Chang, R. (2013). Química, Cap. 15 “ácidos y bases”, cap. 16 “pág.726 – 731”. Undécima edición.
McGRAW-HILL/INTERAMERICANA EDITORES. México
Cox M. Michael, Nelson L. D. (2018) Leninger Principios de Bioquímica. ”(7º edición) Cap. 2 “el
agua”, Pág. 62 – 65. España: Editorial OMEGA.

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El pH de una disolución se define como el logaritmo negativo de la concentración del ion

Figura 2. Intervalo de pH del cambio de color de indicadores ácido base.

Figura 3. Papel tornasol

pH PARA LAS MEDICIONES DE SALES

La capacidad amortiguadora (capacidad tamponante) es la cantidad de ácido o base que la

Para estudiar a profundidad los términos mencionados, analizaremos curvas de titulación

Al principio de la titulación, antes de añadir el NaOH, el ácido acético ya está ligeramente

En el punto medio de la región de tamponamiento donde la concentración de ácido acético es

La figura 5, muestra la comparación de 3 ácidos débiles con constantes de disociación muy

La ecuación de Henderson – Hasselbach se ajusta a la curva de titulación de todos los ácidos

REACTIVOS, MATERIALES Y EQUIPO

C) DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD AMORTIGUADORA DE UNA DISOLUCIÓN BUFFER

Agregar en un beaker agua y en un segundo disolución buffer de Fosfato 0.1 M de pH 6.4 y

Nota importante: Es el laboratorio N°2 no el N° 3 como dice al inicio del video

Desarrolle los siguientes ejercicios:

b) Si se le añade 1 mL de NaOH 10 M a 1 L del tampón preparado en a) ¿Cuánto variará el pH?

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