Pract 11-titulacic3b3n-potenciomc3a9trica
- 1. Práctica # 11 ITESM, campus Qro. Academia de Química Depto. de Ciencias Básicas TITULACION POTENCIOMÉTRICA 1. Aprender a manejar el potenciómetro para la determinación del pH. 2. Aplicar los principios de Equilibrio ácido-base. 3. Aplicar la ecuación de Nernst en el fundamento de la potenciometría. 4. Identificar los diferentes equilibrios involucrados en la valoración de ácido fosfórico y de ácido clorhídrico. 5. Identificar los cambios en la forma de la curva potenciométrica y asociarlos a los cálculos cuantitativos de la reacción. 6. Diferenciar entre un valoración potenciométrica y valoración con bureta usando indicadores. Materiales Equipo o material Reactivos 1 potenciómetro 80 mL Soln de NaOH 0.2 N (valorada) 2 Bureta de 50 mL 30 mL Soln de HCl 0.1 N 1 agitador magnético con magneto 20 mL Solución de ácido fosfórico 0.2 M 2 vasos de ppdo. de 50 mL Indicador de fenolftaleína al 0.1% 2 vasos de ppdo de 250 mL Indicador de rojo de metilo 0.1 2 Soporte universal 2 Pinzas 1 Probeta de 50 mL 1 Piceta Embudo de plástico Métodos Potenciométricos Se puede describir la potenciometría simplemente como la medición de un potencial en una celda electroquímica. Es el único método electroquímico en el que se mide directamente un potencial de equilibrio termodinámico y en el cual esencialmente no fluye corriente neta. El instrumental necesario para las medidas potenciométricas comprende un electrodo de referencia , un electrodo indicador y un dispositivo de medida de potencial . El fundamento de la titulación potenciométrica esta dado por la ecuación de Nernst. Se han podido diseñar electrodos que responden de manera específica a cierto analito. El uso de estos electrodos para que midan las diferencias de potencial eléctrico originadas por la diferente concentración de una especie química, constituye el fundamento de las medidas potenciométricas. Titulación potenciométrica. Se realiza cuando la detección del punto final de una valoración no es posible empleando un indicador visual. Se considera uno de los métodos más exactos, porque el potencial sigue el cambio real de la actividad y el punto final coincide directamente con el punto de equivalencia. 1. Procedimiento Objetivos
- 2. Práctica # 11 ITESM, campus Qro. Academia de Química Depto. de Ciencias Básicas a) Valoración potenciométrica del HCl 1. Calibrar el potenciómetro con el calibrador de acuerdo a las instrucciones de su profesora. 2. Vertir 30 mL de la soln. de HCl 0.1 N en un vaso de precipitados de 250 mL, medir el pH de la solución de HCl 0.1 N. 3. Coloque en la bureta la solución de NaOH 0.2 N valorada, se va agregando a la solución de HCl en incrementos de 0.5 mL registrando en cada ocasión el pH, hasta observar un cambio drástico en el pH y continuar agregando al menos unos 2.5 mL más ( en incrementos de 0.5mL ) después de este gran cambio. Cada que agrege NaOH mezclar perfectamente antes de tomar la lectura de pH. b) Valoración del ácido fosfórico usando indicadores 1. Pipetear 10 mL de la solución de H3PO4 0.2 M y agregar a un vaso de precipitados de 250 mL y diluir con 50 mL de agua destilada, agregar 3 gotas de la solución de rojo de metilo y titular con agitación constante agregando la solución de NaOH 0.2 N hasta el punto final del vire del indicador y registre el volumen (V1) El volumen V1 nos servirá de referencia para la posterior valoración potenciométrica del primer H+ del H3PO4. 2. Repetir el paso 1, pero usando como indicador 3 gotas de fenolftaleína y registre el volumen (V2) El volumen V2 nos servirá de referencia para la posterior valoración potenciométrica del segundo H+ del H3PO4. c) Valoración potenciométrica del ácido fosfórico. 1. Pipetear 10 mL de la solución de ácido fosfórico 0.2 M colocarlos en un vaso de precipitado de 250 mL y diluir con 50 mL de agua destilada. 2. Introducir el magneto a la solución, cuidando que al agitar no tope con los electrodos. 3. Agregar con agitación constante la solución de NaOH 0.2 N y registrar los valores de pH de la solución después de agregar 0.5 mL cada vez. Cuando falte 1 mL para registrar el volumen V1 de la valoración con rojo de metilo, agregar a intervalos de 0.1 mL de solución de NaOH cada vez, lo mismo que 1 mL después. En cada agregado de la solución de NaOH no olvidarse de registrar el pH. 4. Continuar la valoración agregando 0.5 mL cada vez de la solución de NaOH y registrar su pH. Cuando falte 1 mL para completar el volumen V2 de la valoración del paso 2º con fenolftaleína, agregar a intervalos de 0.1 mL de NaOH cada vez, lo mismo que 1 mL después. Continuar agregando la solución de NaOH hasta un volumen 1.2 veces superior a (V2-V1) y registrar los pH en cada agregado el cual no debe pasar de pH = 11
- 3. Práctica # 11 ITESM, campus Qro. Academia de Química Depto. de Ciencias Básicas Entregue a su instructor los siguientes datos: Nombre Matrícula _____________________________ _____________ _____________________________ _____________ _____________________________ _____________ 1. Construya las tablas de las valoraciones potenciométricas Tabla de valoración potenciométrica del HCl con NaOH 0.2M Volume n de NaOH agregad o pH registra do ∆pH/∆V ∆2pH / ∆V2 1 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18. .
- 4. Práctica # 11 ITESM, campus Qro. Academia de Química Depto. de Ciencias Básicas Tabla de valoración potenciométrica del H3 PO4 con NaOH 0.2M Volume n de NaOH agregad o pH registra do ∆pH/∆V ∆2pH / ∆V2 1 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18. . 2. Construya las gráficas (en Excel) , usando las tablas de la valoración potenciométrica para el HCl y el H3PO4 a) pH vs V b) ∆pH/∆V vs V c) ∆2pH / ∆V2 vs V Identifica los puntos de equivalencia en las gráficas 3. ¿Qué información proporciona cada unas de las gráficas? ¿cómo se interpretan? 4. Calcule la normalidad del HCl usando las gráficas 5. Calcule el valor del pKa1 y el pKa2 el Ka1 y Ka2 del ácido fosfórico usando los datos de las gráficas y compare sus resultados con los reportados en tablas
- 5. Práctica # 11 ITESM, campus Qro. Academia de Química Depto. de Ciencias Básicas 6. Calcule el volumen de la solución de NaOH en la neutralización total del los tres hidrógenos del ácido fosfórico 7. Calcular la N del ácido fosfórico en base a las gráficas: a) suponiendo neutralización total H3PO4 PO4 -3 + 3 H+ b) Suponiendo que solo se neutraliza un protón H3PO4 H2PO4 - + H+ c) Suponiendo que se neutralizan dos protones. H3PO4 HPO4 -2 + 2 H+ __________________________ Firma de la Maestra
- 6. Práctica # 11 ITESM, campus Qro. Academia de Química Depto. de Ciencias Básicas 8. Reporte No 11 Titulación potenciométrica del HCl y el H 3PO4. Nombre:__________________________________Matrícula_________________ Fecha de inicio _____________________________ Fecha de terminación_________ Resultados obtenidos__________________________ Calificación_______________ 1.- Escriba las ecuaciones del equilibrio iónico del H3PO4. 2. Consultando tablas registre los valores de Ka1 , Ka2 y Ka3 del H3PO4 y sus respectivos pKa . 3. ¿Qué es una soln buffer o amortiguadora, a partir de qué compuestos se puede preparar? Para qué se utilizan las soluciones buffer en las reacciones químicas. 4. Explique porque no se produce la curva de inflexión de la valoración del tercer H+ del H3PO4 . 5. Explicar porque se debe adicionar fracciones de 0.1 mL de NaOH 0.4M cerca de cada punto de equivalencia de la valoración. 6. ¿Cuál es la diferencia entre el punto de equivalencia de la valoración potenciométrica y el punto final de la valoración con indicadores .
- 7. Práctica # 11 ITESM, campus Qro. Academia de Química Depto. de Ciencias Básicas 8. Reporte No 11 Titulación potenciométrica del HCl y el H 3PO4. Nombre:__________________________________Matrícula_________________ Fecha de inicio _____________________________ Fecha de terminación_________ Resultados obtenidos__________________________ Calificación_______________ 1.- Escriba las ecuaciones del equilibrio iónico del H3PO4. 2. Consultando tablas registre los valores de Ka1 , Ka2 y Ka3 del H3PO4 y sus respectivos pKa . 3. ¿Qué es una soln buffer o amortiguadora, a partir de qué compuestos se puede preparar? Para qué se utilizan las soluciones buffer en las reacciones químicas. 4. Explique porque no se produce la curva de inflexión de la valoración del tercer H+ del H3PO4 . 5. Explicar porque se debe adicionar fracciones de 0.1 mL de NaOH 0.4M cerca de cada punto de equivalencia de la valoración. 6. ¿Cuál es la diferencia entre el punto de equivalencia de la valoración potenciométrica y el punto final de la valoración con indicadores .