Laboratorio de valoración de base fuerte con ácido fuerte

Introducción

Imagínese tener dos materiales transparentes sobre el escritorio. No puedes olerlos ni saborearlos. ¿Cómo averiguarías cuáles son? Muchas veces, los científicos necesitan descubrir las propiedades de diferentes soluciones sin usar sus sentidos.

Cuando se trata de compuestos llamados ácidos y bases, los científicos pueden utilizar un método llamado titulación . Durante una titulación, los científicos usan una base , o una sustancia química que puede aceptar iones de hidrógeno, que tiene una concentración conocida. Se mezclan lentamente con una base con un ácido cuya concentración les gustaría saber. Los ácidos son sustancias químicas que aceptan iones de hidrógeno, por lo que se mezclan fácilmente con una base.

Los científicos pueden saber cuándo la cantidad de ácido es perfectamente igual a la cantidad de base, llamado punto de equivalencia . A partir de ahí, pueden determinar la concentración de ácido.

Hoy, usará un ácido fuerte, ácido clorhídrico, de concentración desconocida y lo mezclará con una base fuerte, hidróxido de sodio. Antes de comenzar, piense por qué los ácidos y las bases se combinan para producir una reacción química. ¿Por qué es esto importante para la titulación?

Materiales

• Delantal de química de plástico
• Gafas protectoras
• Guantes
• Cuaderno
• 9 gotas de fenolftaleína (más si repites el experimento más de 3 veces)
• 75 ml de ácido clorhídrico
• 300 ml – hidróxido de sodio 1 molar (base)
• Bureta de 50 ml
• Abrazadera
• Estar
• Matraz de 500 mL
• Embudo
• Pipeta volumétrica de 25 ml
• Vaso de precipitados de 250 ml

Pasos

1. Antes de que podamos comenzar, deberá configurar su aparato de titulación. Fije la abrazadera al soporte y luego coloque la abrazadera para sujetar la bureta. Deje suficiente espacio para la cristalería debajo de la bureta.

2. Ahora, coloque el vaso de precipitados de 250 ml debajo de la bureta.

3. Mida 5 ml de base y viértalo en la bureta, teniendo cuidado de cubrir todos los lados.

4. Repita el paso 3.

5. Llene la bureta con 50 ml de base utilizando el embudo. Deje fluir dos gotas en el vaso de precipitados para eliminar las burbujas de aire.

6. Llene el matraz con 25 ml de ácido.

7. Agregue 2-3 gotas de fenolftaleína al ácido y revuelva. El ácido aún debe ser transparente. Si no es así, elimine el ácido, enjuague bien el matraz y vuelva a llenarlo.

8. Reemplace el vaso de precipitados con el matraz debajo de la bureta.

9. Agregue con cuidado una gota de base a la vez al ácido usando la bureta. Gire el matraz suavemente cada vez.

10. Repita el paso 9 hasta el primer momento en que el ácido permanezca rosado después de agitar. Este es el punto de equivalencia.

Configuración del experimento

11. ¡Ahora es el momento de hacer algunas matemáticas! Registre todos los cálculos en su cuaderno. Reste el volumen de base que queda en la bureta del volumen inicial (50 ml). Convierta mL a litros dividiendo por 1000.

12. Ahora, calcule los moles usados ​​multiplicando el volumen usado por la molaridad de la base (1). Si necesita un repaso sobre los lunares, consulte la lección: Uso de lunares en ecuaciones químicas

13. En esta reacción, por cada mol de base utilizado, también se utiliza un mol de ácido. Entonces, el número de moles de ácido es igual al número de moles de base en el punto de equivalencia. Si desea revisar las raciones molares, puede consultar la lección: Razones molares y cálculos de una ecuación química

14. Convierta el volumen inicial de ácido (25 ml) a litros dividiéndolo por 1000.

15. Ahora que tienes los moles de ácido usados, puedes calcular la concentración de ácido dividiendo el número de moles por el volumen inicial. Esta es su concentración inicial de ácido.

16. Debe repetir los pasos 2-15 tres veces para mayor precisión. Lave todo su equipo y repita.

Solución de problemas

La titulación es muy complicada. Es posible que deba repetir el experimento más de tres veces. Debe usar el volumen exactamente en el punto de equivalencia para tener cálculos precisos.

Preguntas de discusión

¿Qué pasó en el punto de equivalencia?

¿Por qué era importante utilizar el punto de equivalencia para calcular la concentración de ácido?

Cómo funciona

Durante la titulación, el hidróxido de sodio reaccionó con ácido clorhídrico. Durante la reacción, el ácido clorhídrico libera un ión hidrógeno, dejando atrás un ión cloruro cargado negativamente. El hidróxido de sodio acepta el ion hidrógeno, como lo hacen todas las bases. Con dos iones de hidrógeno y un átomo de oxígeno, se forma agua. El ion de sodio con carga positiva restante se combina con el átomo de cloro solitario para formar cloruro de sodio o sal, al igual que la sal del salero de casa.

Reacción química entre ácido clorhídrico e hidróxido de sodio.

Cuando la cantidad de ácido y base está perfectamente equilibrada, la solución está completamente compuesta de sal y agua y el pH se vuelve neutro, ya que no hay más iones de hidrógeno flotando alrededor.

Pero, ¿cómo supimos que esto estaba pasando? No podemos ver la reacción química. La respuesta es la fenolftaleína, un indicador químico que cambia de color en presencia de un ácido o una base. Cuando una solución es ácida, la fenolftaleína es clara. Sin embargo, cuando la solución es básica, la fenolftaleína es de color rosa brillante.

Fenolftaleína en solución básica

Cuando la solución cambia por primera vez de transparente a rosa, ese es el punto de equivalencia, donde hay igual concentración de ácido y base, lo que nos permite hacer nuestros cálculos.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador