Laboratorio de valoración de bases débiles en ácido fuerte

Introducción

Cuando piensas en ácido, ¿qué te viene a la mente primero? ¿Barriles de desechos corrosivos? ¿Rezuma limo verde? Aunque esto puede ser cierto, los ácidos se encuentran en todas partes y son una parte importante de nuestra biología.

Los ácidos son simplemente sustancias que pueden donar iones de hidrógeno. Los ácidos se pueden encontrar en nuestro estómago, donde se utilizan para digerir los alimentos, y en nuestras células, donde se utilizan para combatir los patógenos. Sin embargo, nuestro cuerpo no puede estar sobrecargado de ácidos, necesita el equilibrio adecuado. Demasiado o muy poco puede tener graves consecuencias.

Pero, ¿cómo se puede medir cuánto ácido hay en una solución? Hoy usaremos un método llamado titulación . Si desea revisar cómo funcionan las titulaciones antes de comenzar, consulte Titulación de un ácido fuerte o una base fuerte.

Durante la titulación, agregaremos una concentración conocida de una base o una solución que pueda aceptar iones de hidrógeno. Mediremos cuánta base se necesita para equilibrar perfectamente el ácido, un punto llamado punto de equivalencia . En este punto podemos usar la concentración de base para medir la concentración inicial de ácido. Para revisar los ácidos y las bases antes de comenzar, consulte Ácidos y bases.

Materiales

• Bureta de 50 ml
• Abrazadera
• Estar
• Embudo
• Matraz de 500 mL
• Pipeta volumétrica de 25 ml
• Vaso de precipitados de 250 ml
• Gafas protectoras
• Guantes
• Delantal plastico
• Fenolftaleína (indicador ácido-base)
• 75 ml de ácido clorhídrico
• 300 ml – 0,6 molar de amoníaco
• Cuaderno

Pasos

1. Primero, necesitará configurar su aparato de titulación. Coloque la abrazadera en la parte superior del soporte. Coloque la bureta en la abrazadera.

2. A continuación, coloque un vaso de precipitados debajo de la bureta.

3. Usando el embudo, vierta 5 ml de amoníaco a través de la bureta para enjuagar. Asegúrese de cubrir todos los lados de la bureta.

4. Repita el paso 3.

5. Ahora, llene el matraz con 25 ml de ácido clorhídrico.

6. Agregue 2-3 gotas de fenolftaleína al matraz y agite suavemente para mezclar.

7. Llene la bureta con 50 ml de amoniaco. Deje que dos gotas fluyan hacia el vaso de precipitados para eliminar las burbujas de aire.

8. Reemplace el vaso de precipitados con el frasco de ácido debajo de la bureta.

9. Ahora es el momento de comenzar la titulación. Agregue lentamente una gota de base al ácido usando la bureta y agite suavemente cada vez.

10. Repita el paso 9 hasta que el ácido se vuelva rosado y permanezca así después de agitar. Este es el punto de equivalencia.

Configuración del experimento

11. Ahora es el momento de los cálculos. En el punto de equivalencia, los moles de base son iguales al número de moles de ácido. Para calcular los moles de base utilizados, primero reste el volumen que tiene en la bureta del volumen inicial (50 ml).

12. Convierta el volumen de la base utilizada a litros dividiéndolo por 1000. Anote esto en su cuaderno.

13. Ahora, multiplique el volumen de base utilizado por la molaridad conocida de la base. Este es el número de moles de base. Registre esto en su cuaderno.

14. Dado que los moles de base son iguales a los moles de ácido en el punto de equivalencia, ahora conoce el número de moles de ácido. Divida el volumen de ácido utilizado (25 ml) por 1000 para obtener el volumen en litros.

15. Divida el número de moles por el volumen en litros para obtener la molaridad. Ahora sabe la concentración de ácido con la que empezó.

16. Lave bien todo su equipo y repita los pasos 1-15 tres veces más.

17. Calcula la concentración promedio de ácido de cada una de las pruebas para obtener una respuesta final.

Solución de problemas

La titulación es un proceso muy complicado. Debe usar la información exactamente cuando el ácido se vuelve rosado por primera vez y permanece rosado, no antes ni después. Es posible que deba probar el experimento varias veces antes de obtener resultados precisos. ¡Se paciente!

Preguntas de discusión

¿Por qué la solución se volvió rosa en el punto de equivalencia?

¿Cómo usamos la concentración de base para encontrar la concentración de ácido?

¿Cómo crees que sería diferente el experimento usando una base más fuerte o un ácido más débil? (Si desea probar este experimento, consulte este otro protocolo: Laboratorio de valoración de ácido débil-base fuerte

Cómo funciona

Para comprender qué sucede en el punto de equivalencia, primero revisemos cómo se comportan el ácido clorhídrico y el amoníaco en una solución.

En el agua, el ácido clorhídrico se disocia en iones de hidrógeno e iones de cloruro. Los iones de hidrógeno libres son los que hacen que la solución sea ácida. El amoníaco tiene un átomo de nitrógeno y tres de hidrógeno. Sin embargo, el nitrógeno puede crear fácilmente un enlace más, por lo que roba algunos de los iones de hidrógeno y los elimina de la solución. A medida que los iones de hidrógeno se unen al átomo de nitrógeno, la solución se vuelve menos ácida, ya que los ácidos se miden por la cantidad de iones de hidrógeno que flotan alrededor.

Reacción química entre ácido clorhídrico y amoníaco.

Finalmente, durante la titulación, hay un número perfectamente igual de moléculas de iones de amoníaco e hidrógeno. Todos los iones de hidrógeno están unidos al amoniaco. La solución se vuelve neutra y llegamos al punto de equivalencia.

Pero, ¿cómo supimos cuándo ocurrió este equilibrio? La respuesta es el indicador químico fenolftaleína. Este indicador químico es claro cuando una solución es ácida, pero se vuelve rosa cuando la solución es básica. Cuando agregamos suficiente base para neutralizar el ácido, la fenolftaleína hizo que la solución se volviera rosa claro.

Sin embargo, si sigue agregando base o no se detiene en el punto de equivalencia, verá que la solución se volverá rosa brillante. Esta es una de las razones por las que tuvo que probar el experimento varias veces para obtener un resultado preciso.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador