Práctica 5. Estudio de la capacidad amortiguadora de disoluciones reguladoras

QUÍMICA EN LA INGENIERÍA

LABORATORIO

MEMORIA PRÁCTICA 5 –ESTUDIO DE LA CAPACIDAD AMORTIGUADORA DE DISOLUCIONES REGULADORAS.

COMPONENTES:

• Silvia Estébanez Ruiz
• Diego Fernández Cheliz
• Clara Fernández Perrote

ÍNDICE DE LA PRÁCTICA:

1. Fundamento de la práctica

2. Material y reactivos

3. Fundamento teórico

4. Método experimental

5. Cálculos y cuestiones

6. Posibles errores

7. Conclusiones

1-FUNDAMENTO DE LA PRÁCTICA

En esta práctica vamos a preparar una disolución reguladora el objetivo será analizar la capacidad amortiguadora de esta para lo cual tendremos que determinar el pH de la disolución y observar como varía mientras añadimos pequeñas cantidades de un ácido y una base fuerte.

Para llevar a cabo esta experiencia debemos saber que las disoluciones reguladores también llamadas amortiguadoras o tampón son aquellas cuyo pH permanece relativamente constante al añadirle pequeñas cantidades de ácidos y bases fuertes. Además están formadas por un ácido débil (HA) y su correspondiente sal que contiene su base conjugada (A^-) (llamada reserva acida) o por una base débil (B) y su sal que contiene su acido conjugado (BH⁺) (llamada reserva básica o alcalina).

La capacidad reguladora dependerá pues de la concentración que contenga la reacción de estas reservas.

2-MATERIAL Y REACTIVOS

MATERIAL	REACTIVOS
-8 tubos de ensayo -Gradilla -Pipetas Pasteur (cuentagotas) -Varilla de vidrio -12 trocitos de papel indicador de , aproximadamente,5mm x 5mm	-Ácido acético 1M, CH3COOH -Acetato de sodio,1M NaCH3COO -Hidróxido de sodio ,NaOH ,0.1M -Fenolftaleína -Anaranjado de metilo

3-FUNDAMENTO TEÓRICO:

Debemos saber pues que una disolución tampón debe contener una concentración relativamente grande de ácido para poder reaccionar con los iones hidroxilo que se le añadan y por consiguiente también una gran concentración de base es necesaria para neutralizar los iones de hidronio.

La cantidad de ácido o base que se pueda agregar a una disolución amortiguadora antes de cambiar de forma significativa su pH es a lo que se llama capacidad amortiguadora.

Es muy importante tener en cuenta el principio de Le Chatelier para predecir el sentido que tendrá la reacción según la concentración de base o acido fuerte añadida.

El pH se ve influido por la concentración de sal y acido que tenga la reacción por tanto este no varía porque esta relación permanece inalterable en unos determinados límites en este tipo de reacciones.

Las reservas básicas y acidas constituyen pues el fundamento del poder amortiguador de las disoluciones tampón.

4-MÉTODO EXPERIMENTAL:

Empezaremos preparando un vaso de precipitados con la disolución amortiguadora de HAc y NaAc, para ello mezclaremos:

- 10 ml de NaAc 1M

- 10ml de HAc 1M

Seguiremos cogiendo 8 tubos de ensayo a los cuales añadiremos:

Tubo 1	Disolución reguladora	Fenolftaleína(2 gotas)	1ml de HCl 0.1M
Tubo 2	Disolución reguladora	Fenolftaleína(2gotas)	1ml de NaOH0.1M
Tubo 3	Disolución reguladora	Anaranjado de metilo(2gotas)	1ml de HCl 0.1M
Tubo 4	Disolución reguladora	Anaranjado de metilo(2 gotas)	1ml de NaOH 0.1M
Tubo 5	agua	Fenolftaleína(2 gotas)	1ml de HCl 0.1M
Tubo 6	agua	Fenolftaleína(2 gotas)	1ml de NaOH 0.1M
Tubo 7	agua	Anaranjado de metilo(2 gotas)	1ml de HCl 0.1M
Tubo 8	agua	Anaranjado de metilo(2 gotas)	1ml de NaOH 0.1M

Anotaremos primeramente el color que presentan las disoluciones y el pH de las disoluciones con los componentes de las dos primeras columnas.

Después haremos lo mismo pero con los componentes de las tres columnas.

5-CÁLCULOS Y CUESTIONES

2.- Calcule, de manera teórica, el pH de la disolución reguladora. Ka (HAc) = 1,8x10^-5.

Preparación de la disolución reguladora
Disoluciones utilizadas		Volúmenes añadidos
NaAc (1M)		10 mL
HAc (1M)		10 mL

CÁLCULO DEL pH
Especies presentes	Concentración inicial		Ecuación para el cálculo del pH	Concentración finales
[Ac-]	0,5M		pH(ácido fuerte)=-log[c] pH(ácido débil)=1/2(pKa+Pc)	0,5M
[Na+]	0,5M			0,5M
HAc	0,5M			0,5M

3.- Determine, de manera teórica, el pH de los tubos 5 y 6.

Preparación de la disolución del tubo 5
Disoluciones utilizadas		Volúmenes añadidos
HCl		1mL
H2O		4mL
Femolftaleina		2 gotas

CÁLCULO DEL pH del tubo 5
Especies presentes	Concentración inicial		Ecuación para el cálculo del pH	Concentración finales
H+	0,1M		pH=pKa-log([HCl]/[Cl-])	0,02
Cl-	0,1M			0,02
H3O+

Preparación de la disolución del tubo 6
Disoluciones utilizadas		Volúmenes añadidos
NaOH		1mL
H2O		4mL
fenolftaleina		2gotas

CÁLCULO DEL pH del tubo 6
Especies presentes	Concentración inicial		Ecuación para el cálculo del pH	Concentración finales
Na+	0,1		pH=pKa-log([NaOh]/[Oh-])	0,02
OH-	0,1			0,02
H3O+

4.- Escriba, los procesos ácido-base que tienen lugar en los tubos 1, 3, 5 y 7, e indique si se espera obtener en cada uno de ellos una disolución ácida, básica o neutra.

tubos	Equilibrio ácido-base	Carácter de la disolución
1 y 3	HCl + H2O → Cl- + H3O+	Ácido
5 y 7	HCl + H2O → Cl- + H3O+	Ácido

5.- Escriba, los procesos ácido-base que tienen lugar en los tubos 2, 4, 6 y 8, e indique si se espera obtener en cada uno de ellos una disolución ácida, básica o neutra.

tubos	Equilibrio ácido-base	Carácter de la disolución
2 y 4	NaOH → Na+ + OH-	Básico
6 y 8	NaOH → Na+ + OH-	Básico

6-POSIBLES ERRORES:

Los errores podrían encontrase si se hubiera apuntado un tiempo erróneo tomado por el cronometro al no haber mezclado las cantidades indicadas de compuesto en cada disolución o no haber apuntado bien el tiempo trascurrido cuando se da el cambio en la coloración de la disolución.

También podrían encontrase errores si se hubiesen realizado mal los cálculos o elegido mal las unidades de medida.

7-CONCLUSIONES:

-Las disoluciones reguladores son aquellas cuyo pH permanece relativamente constante al añadirle pequeñas cantidades de ácidos y bases fuertes. La capacidad reguladora dependerá pues de la concentración que contenga la reacción de estas reservas.