PRACTICA 5
NEUTRALIZACIÓN ACIDO-BASE. USO Y ELECCIÓN DE LOS INDICADORES.
INTRODUCCIÓN
Una reacción de neutralización es
una reacción entre el ácido y una base.
Cuando en la reacción participan un ácido fuerte y una base fuerte se obtiene sal y agua.
Mientras que si una de las especies es de naturaleza débil se obtiene su
respectiva especie conjugada y agua. Así pues, se puede decir que la
neutralización es la combinación de cationes hidrógeno y de aniones hidróxido para formar moléculas de agua. Durante este proceso se forma
una sal.(1)
La volumetría ácido-base se fundamenta,
usualmente, en conseguir que la
reacción:
ÁCIDO +
BASE ------------ SAL + AGUA
Para ello se usan unos compuestos químicos
cuyo color depende del pH:
LOS
INDICADORES: Los indicadores cambian de color en intervalos conocidos de
pH, existiendo indicadores para
cualquier zona que deseemos. Esto es importante porque las sales al disolverse no siempre tienen pH
neutro (pH = 7) y, por tanto, cuando la
reacción es total, el pH puede ser 4 ó 9 o cualquier otro valor. En este caso
usamos la fenolftaleina, un indicador
que cambia de incoloro (básico) a rosa (ácido) en la zona de pH = 8, lo
que no provoca errores significativos en
la valoración, porque esa zona de la curva es casi vertical y es un indicador
de muy fácil visión, también el azul de bromotimol que cambia de Amarillo a Azul entre pH"s de 6,2 y 7,6 y anaranjado
de metilo Anaranjado de metilo que es sustancia indicadora del
pH que cambia de color que puede
ir desde un rojo
oscuro hasta
un naranja bajo(claro) para indicar el pH de la sustancia cuando llega al punto
de equivalencia pH=7.(2)
Valoraciones ácido – base
Por medio de una
valoración ácido-base se determina la concentración de un ácido en disolución a
partir de la concentración conocida de una base, o viceversa, basándose en la
reacción de neutralización.
La valoración se
realiza mezclando paulatinamente hasta que se alcanza el punto de
equivalencia, momento en el que la reacción de neutralización ha sido completa.
En ese momento el número de iones hidronio procedentes del ácido es igual al
número de iones hidroxilo procedentes de la base.
El punto
final de la valoración se alcanza cuando se produce el cambio de color del
indicador, es decir, cuando el operador que realiza la valoración detecta ese
cambio de color
El indicador
adecuado para una determinada volumetría debe elegirse de manera que el
punto final esté muy próximo al punto de equivalencia (menor error posible
cometido en la valoración); o dicho de otra manera, que el valor del pKind esté
muy próximo al valor del pH en el punto de equivalencia.
OBJETICO
Conocer los diferentes patrones primarios que se utilizan en volumetría
acido-base.
Conocer el empleo correcto de los indicadores acido-base.
Determinar la acidez en:
1.-Leche.
2.-Jugo de naranja.
3.-Tabletas de aspirina.
MATERIAL
1 bureta de 50ml
1 soporte universal
1pinza para bureta
3 matraces Erlenmeyer de 250 ml
3 pipetas de 10 ml
1 propipeta
1 peseta con agua destilada
2 vasos de precipitado de 250 ml
1 pipeta Pasteur
1 probeta de 10 ml
1 embudo
1 parrilla con agitación
1 balanza analítica
4 matraces aforados de 100ml
1 espátula
1 pinza de disección
1 mortero con pistilo
4 frascos con gotero
REACTIVOS Y DISOLUCIONES
1.- Anaranjado de metilo al
0.10%
2.- fenolftaleína al 0.10%
3.- Azul de bromotimol al
0.040%
4.- acido clorhídrico 0.1000
M
5.- NaOH 0.1000 M libre de
carbonatos
6.- Ácido acético 0.1000M
METODOLOGÍA
Valoración de la disolución de acido clorhídrico
a)
Pesamos aproximadamente 0.5300 g de Na2CO3.
Colocamos 50ml de agua en matraz aforado
de 100 ml y vertimos poco a poco el Na3CO3 en el matraz.
Después de que disolvimos el carbonato,
agregamos agua destilada hasta aforarlo y mezclamos la disolución. Colocamos
en el matraz Erlenmeyer de 250 ml una alícuota de 10.0 ml de esta disolución,
20 ml de agua destilada y dos gotas de naranja de metilo (pkind=3.5). Llenamos
la bureta con la disolución de HCl y dimos inicio a la titulación. Adicionamos
lentamente el HCl sobre la disolución de carbonato y se agito vigorosamente. El
indicador presenta el color amarillo pero cuando llega al punto final de la
titulación cambia a color naranja ligeramente rosado (canela). Obtuvimos la
lectura del consumo de HCl hasta que el color canela permaneciera durante 1 min
en la disolución. Se repitió todo el procedimiento con una alícuota de Na2CO3.
La estequiometria de la reacción es:
Anaranjado de metilo
Na2CO3(ac)
+ 2HCl(ac)----------------------------------------- H2CO3(ac)
+ NaCl(ac)
b)
Colocamos en un matraz Erlenmeyer 10.0 ml de la disolución de
Na2CO3 (patrón primario) 20 ml de agua destilada y dos
gotas de la solución de fenolftaleína. Se titulo con la disolución de HCl y la
agregamos lentamente sobre la disolución de carbonato y agitamos vigorosamente después
de cada adición. Se sabe la la disolución
de carbonato-fenolftaleína es de color rosado, cuando llega al puto de la
titulación cambia a incoloro. Cuando este color permaneció durante un minuto
obtuvimos la lectura del consumo de HCl. Hicimos por duplicación la titulación.
Consideramos la estequiometria de la reacción:
Fenolftaleína
Na2CO3(ac)
+ HCl(ac) ------------------------------ HCO3(ac) + 2NaCl(ac)
Valoración
de la solución de ácido acético
a)
Colocamos en un matraz Erlenmeyer de 250 ml, una alícuota de
10 ml de la disolución de ácido acético, 40.0 ml de agua destila y 2 gotas de
fenolftaleína (pKind=9.3). Titulamos con la disolución de NaOH que valoro en el
punto anterior 8patron secundario). El
punto final fue cuando predominara el color rosa durante un minuto. Se hizo la
duplicación por titulación.
b)
Hicimos lo mismo que en el inciso a), pero empleamos el
indicador azul de bromotimol (pkind=7.0). Obtuvimos el punto final cuando la
disolución cambiara de amarillo a azul. Se hizo duplicado de la titulación.
c)
Se repitió lo mismo que el inciso a), pero empleamos el
indicador anaranjado de metilo (pkind=3.5). Se obtuvo el punto final cuando la
disolución cambio de roja a amarilla. Se hizo duplicado de la titulación.
Consideramos la reacción:
CH3COOH(ac) + OH- (ac)-------------------- CH3COO-(ac)
+ H2O
Determinación de la acidez total en una muestra de leche
Colocamos en un matraz
Erlenmeyer de 100ml, 10.0ml de leche (Nutríleche) y 4 gotas de fenolftaleína al
0,10 %. Titulamos la acidez con el NaOH hasta que el color sosa de la
disolución permaneciera durante 1 minuto. Se repitió el procedimiento. Se
considero la reacción:
Acido
cítrico (ac) +
-OH (ac)------------------------Citrato de sodio(ac)
+ 3H2O
Determinación
de la acidez total de la muestra de jugo de naranja
Filtramos el jugo de naranja para eliminar
solidos. En un matraz aforado de 100ml. Se coloco 50ml del filtrado y le
adicionamos agua destilada y se coloco en un matraz Erlenmeyer 20 ml de la
disolución anterior y 3 gotas de fenolftaleína al 0.10% . Iniciamos la
titulación, adicionamos gota a gota la disolución valorada de NaOH asta que el
color naranja de la disolución permaneciera durante un minuto. Se repitió este
procedimiento.
Acido
cítrico (ac) +3Na
-OH (ac) ----------------------- Citrato de sodio(ac)
+ 3H2O
Determinación
de la acidez de Acido Acetilsalicílico en tabletas (aspirina)
Como el ácido
acetilsalicílico en un poco insoluble en agua se agrega NaOH, el exceso de NaOH
que no reacciona con el ácido se
retratillo con la disolución de HCl.
Pesamos en una balanza
analítica, de manera individual, 4 tabletas de aspirina y anotamos la masa de
cada una de las pastillas. Se pulverizaron las pastillas en el mortero y del
polvo obtenido se peso 0.300 gramos y lo colocamos en un matraz Erlenmeyer de
250 ml. Adicionamos 75.0 ml de NaOH y calentamos la disolución el la parrilla y
la mantuvimos en ebullición durante 10 min, retiramos el matraz de la parrilla
con el propósito de enfriar la disolución. Agregamos 50.0ml de agua destilada y
3 gotas de fenolftaleína al 0.10%, agitamos la disolución y procedimos a
terotitular la muestra con HCl hasta que la disolución cambie el color rosa a incoloro. Repetimos el
procedimiento.
Las reacciones que se
verifican son:
---------C9H8O4 + 2 NaOH(nec+
exeso) ---CH3COONa + C6H4(OH)COONa
NaOH(exeso)
+ HCl ------------------ H2O + NaCl
RESULTADOS
Preparación de soluciones:
Acido clorhídrico a 0.1 M en 100ml a partir de HCl a 1M
C1 V1= C2 V2 V2= C1
V1/ C2 = 0.1M (100ml) / 1M = 10ml
Se preparo una solución con
10ml de HCl aforado a 100ml.
Acido acético a 0.1 M en 0.1 L la densidad de ácido acético es de 1.5g/ml
m= M PM V = (0.1M) (60 g/mol) (0.1L)= 0.6 g
p= p / V V= p/ V = 0.6g/1.5g/ml= 0.57 ml
Se midió 0.57 ml de ácido
acético y se aforo a 100ml.
Hidróxido de sodio 0.1
M en 100 ml a partir de hidróxido de sodio al 1M
C1 V1= C2 V2 V2= C1
V1/ C2 = 0.1M (100ml) / 1M = 10ml
Se preparo una solución de
10 ml de hidróxido de sodio aforado a 100ml
Prima etapa de la práctica
Valoración de la disolución de acido clorhídrico
Anaranjado
de metilo. Se colocaron 10ml de la
solución de carbonato de sodio en, junto con 20ml de agua destilada y 2 gotas
de anaranjado de metilo. Se comenzó la titulación con una solución patrón de
HCl hasta obtener una coloración naranja ligeramente rosado (canela). El cambio
de color va a ser de amarillo a rosa.
Fenolftaleína.
Se colocaron 10ml de la solución de
carbonato de sodio, junto con 20ml de agua destilada y 2 gotas de
fenolftaleina. Se comenzó la titulación con una solución patrón de HCl hasta obtener
una coloración incolora. El cabio fie de rosa a incoloro.
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Indicador
|
Volumen (ml)
inicial de la solución
|
Volumen (ml) gastado
de HCl durante la titulación
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Coloración obtenida
|
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Anaranjado
de metilo
|
30
|
9.8
|
Amarillo-
canela
|
|
Fenolftaleína
|
30
|
5.7
|
Rosa
- incoloro
|
Tabla
1: Se
observa el volumen gastado de HCl durante la titulación así como los 2 tipos de
indicadores utilizados, obteniendo coloraciones distintas.
Valoración de la disolución de ácido acético
a) En esta parte de la práctica se coloco en un matraz Erlenmeyer
se 10 ml de ácido acético, 40ml de agua y dos gotas fenolftaleína. Se titulo
con hidróxido de sodio hasta obtener un color rosa. Se repitió la titulación. La fenolftaleína, un
indicador que cambia de incoloro
(básico) a rosa (ácido) en la zona de pH = 8, lo que no provoca errores
significativos
Tabla 1. En esta tabla se muestra el volumen inicial
y final de solución (CH3COOH) y el volumen gastado de NaOH.
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Indicador
Fenolftaleína
|
Titulaciones
|
Volumen
(ml) inicial de ácido acético con agua.
|
Volumen
(ml) de NAOH utilizado en titulación.
|
Volumen
final (acido conjugado)
|
|
1ra
Titulación
|
60.0
|
9.3
|
69.3
|
|
|
2da
Titulación
|
60.0
|
9.0
|
69.0
|
|
b) Se agregó 10 ml de
ácido acético y 40ml de agua 2 gotas de azul bromotimol. El indicador cambia de
color de amarillo a azul. el azul de bromotimol que
cambia de Amarillo a Azul entre pH"s de 6.2 y 7.6.
|
Indicador
Azul
de bromotimol
|
Titulaciones
|
Volumen
(ml) inicial de ácido acético con agua.
|
Volumen
(ml) de NAOH utilizado en titulación.
|
Volumen
final (acido conjugado)
|
|
1ra
Titulación
|
60.0
|
9.4
|
69.4
|
|
|
2da
Titulación
|
60.0
|
9.1
|
69.1
|
|
Tabla 2. Se muestra la titulación con hidróxido
de sodio como indicado el azul de bromotimol que cambia de color amarillo a
rosa.
c) En este caso fue la misma solución, pero se utilizo como
indicador anaranjado de metilo. Este indicador cambia de color rojo a amarillo.
|
Indicador
Anaranjado
de metilo
|
Titulaciones
|
Volumen
(ml) inicial de ácido acético con agua.
|
Volumen
(ml) de NAOH utilizado en titulación.
|
Volumen
final (acido conjugado)
|
|
1ra
Titulación
|
60.0
|
3.2
|
63.2
|
|
|
2da
Titulación
|
60.0
|
3
|
63.0
|
|
Tabla 3. En esta tabla se muestra el volumen inicial y
final de la solución, cuanto el volumen
se utilizo durante la titulación.
Parte dos aplicaciones.
Determinación de la acidez total en una muestra de leche de
la marca Nutrileche.
En un matraz Erlenmeyer se agregó 10.0 ml de leche y 4 gotas de
fenolftaleína se titulo con hidróxido de sodio hasta que el color rosa se presentara.
La leche tiene un PH aproximado de 6.6 a 4.3.
Cuando se empezó la
titulación con hidróxido de sodio a los 10ml después a los 22ml ya permaneció
el color rosa. El volumen inicial de la leche fue de 10ml después de haber sido
titulado tiene un volumen total de 32ml de la solución (leche con NaOH).
Tabla 4. Se muestra los volumen obtenido de la titulación de
la leche con hidróxido de sodio.
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Indicador
fenolftaleína
|
Titulaciones
|
Volumen
(ml) inicial de leche.
|
Volumen
(ml) de NAOH utilizado en titulación.
|
Volumen
final
|
|
1ra
Titulación
|
10.0
|
22.0
|
32.0
|
|
Determinación de la acidez total en una muestra de jugo de
naranja.
Se prepara una solución de
5ml de jugo de naranja con 50 ml de agua. Se agregó en un matraz Erlenmeyer 20ml de esta solución y 3 gotas de
fenolftaleína y se inicio la titulación de NaOH hasta que el color naranja
persistiera. En la tabla 5 se muestra los volúmenes obtenidos. El indicador
pasa de color amarillo a naranja.
Tabla 5. Se muestran los volúmenes obtenidos durante
la titulación.
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Indicador
fenolftaleína
|
Titulaciones
|
Volumen
(ml) inicial de jugo de naranja.
|
Volumen
(ml) de NAOH utilizado en titulación.
|
Volumen
final
|
|
1ra
Titulación
|
20
|
22
|
42
|
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Determinación de ácido acetilsalicílico (aspirina) en
tabletas
Como el ácido
acetilsalicílico en un poco insoluble en agua se agrega NaOH, el exceso de NaOH
que no reacciona con el ácido se
retratillo con la disolución de HCl.
Pesamos en una balanza
analítica, de manera individual, 4 tabletas de aspirina. Como se muestra en la
tabla 6.
Tabla 6. Se muestra el peso de cada tableta de
aspirina.
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Tabletas de aspirinas
|
Peso (g)
|
|
Tableta 1
|
0.6045
|
|
Tableta 2
|
0.6035
|
|
Tableta 3
|
0.6045
|
|
Tableta 4
|
0.6056
|
Se peso 0.300g de
acetilsalicílico y 75ml de NaOH después de calentarlo por 10 min y se dejo
enfriar y se le agrego 50ml de agua destilada, 3 gotas de fenolftaleína al
0.10%y se titulo con acido clorhídrico.
Como se fue agregando la solución
de HCl a la solución preparada fue pasando de un color rosa intenso a un rosa
menos concentrado a un volumen de 34.5 ml. Al agregarle 3.2 ml mas de HCl
obteniendo un volumen total de 37.7 ml gastados de HCl para obtener una
solución incolora. La solución paso de color rosa a incoloro.
Tabla 7. Se muestra los volúmenes obtenidos
durante la titulación de la aspirina con HCl.
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Indicador
fenolftaleína
|
Titulaciones
|
Volumen
(ml) inicial de solución de aspirina.
|
Volumen
(ml) de HCl utilizado en titulación.
|
Volumen
final
|
|
1ra
Titulación
|
85
|
37.7
|
122.7
|
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DISCUSIÓN
Con los resultados obtenidos puedo decir que la solución patrón
que se utiliza para neutralización de pueden ser ácidos fuetes en esta practica
utilizado el HCl y base fuerte como
NaOH. Al
hacer la valoración del acido clorhídrico con la preparación de una solución de
carbonato de sodio, donde se llevo acabo la titulación con indicadores como la fenolftaleína
que su función es caviar de color cuando llega al punto de neutralización de la
solución y en este caso ya que al estar en contacto el indicador de
fenolftaleína con la solución de carbonato de sodio que es una solución
alcalina, que tomo una coloración rosa y al irle adicionando el HCl cuando llega
al punto de neutralización el color cambia a incoloro. Después se realizo la
misma valoración pero en este caso como indicador el anaranjado de metilo, que
es un colorante con un cambio de color de rojo a amarillo que esta entre un PH
de 3.2 y 4.4, su color inicial de la solución es amarillo cuando se titula con
HCl cambia a un color anaranjado. En esta práctica se utilizan indicadores que
mostraran una escala de pH más cercana al punto de neutralización. Hay
indicadores que pueden alterar los resultados. Lo que podría alteral a un
dicado podría ser los cambios de temperatura, la concentración del electrolito,
la presencia de disolventes orgánicos y la presencia de partículas coloidales.
La
valoración del ácido acético en esta parte se titulo con una base fuerte que al
utilizar indicadores como la fenolftaleína, el azul de bromotimol y anaranjado
de metilo entre estos tres indicadores el que utilizo menos volumen de hidróxido
de sodio fue con el anaranjado de metilo podría ser porque este indicador tiene
una escala menos cercana al punto de neutralización. Se valoro el punto de neutralización
con la leche el jugo de naranja el ácido acetilsalicílico, en la valoración de
estos se utilizo como indicador la fenolftaleína que es más exacta se titulo con hidróxido de sodio. En el cual
la leche y el jugo de naranja obtuvieron casi el mismo volumen utilizado de
NaOH comparándolos con la aspirina que utilizo un volumen mayor para titulación
podría decir que la aspirina tiene un amortiguador mayor que la leche y el jugo
de naranja.
CONCLUCION
Se conoció las preferencias
de patrones primarios que se utilizaron en volumetría o neutralización de
acido-base, en este caso se utilizo una base fuete el NaOH y un acido fuete como
el HCl . Se emplearon tres indicadores se observaron los cambios de colores que
presentaban nuestras soluciones. Se determino la acides de la leche el jugo de
naranja y tabletas de aspirina se observo que utilizo mas volumen para neutralización
fue la aspirina.
Existen sustancias en
solución que dependen del PH de la misma; un indicador acido-base es un acido o
una base orgánica débil cuya forma no disociada tiene un color deferente al de
su base o acido conjugado:
HIn
+ H2O ---------------- In- + H3O+
In + H20 ------------------ InH+ +
OH-
Se logro conocer el empleo correcto de los
indicadores acido-base como la fenolftaleína, azul de bromotimol y anaranjado
de metilo los cuales inicialmente toman una coloración que los identifica uno
del otro al estar en contacto con una solución acida o básica.
BIBLIOGRAFÍAS
1.-Métodos de análisis
gravimétricos, la sección 140 en: R. A. Day. Jr. 1989. Química analítica
cuantitativa. Editorial Emory
University.
2.-Experipento
determinación gravimétrica de sulfatos en una mezcla de sales solubles y
estudio de los fenómenos de precipitación, la sección 143 en: Robert B.
Fischer 1981. Comprendió de Análisis Químico Cuantitativo. Editorial
interamericana S.A. de C.V.
Paginas
de web
Uso de indicadores http://www.heurema.com/QG/QG8/INDICADORESAB2.pdf
Neutralizacion http://www.heurema.com/QG/QG8/INDICADORESAB2.pdf
