la constante de disociación de un ácido débil (HAc) Calibrado de un conductímetro

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1 DETERMINACIÓN CONDUCTIMÉTRICA DE LA CONSTANTE DE IONIZACIÓN DE UN ELECTROLITO DÉBIL (ÁCIDO ACÉTICO) 1

2 Cuál es el objetivo de la experiencia? i Determinación ió conductimétrica i de la constante de disociación de un ácido débil (HAc) Calibrado de un conductímetro 2

3 Porqué se utiliza esta técnica? HA + H 2 O A - + H 3 O + a a A a a H 3 K HA O A H O HA 3 HAc K 2 a=actividad HAc = 1 ± = coeficiente de actividad iónico medio Cómo está relacionada la concentración de los iones con la conductividad de la disolución? 3

4 HA + H 2 O A - + H 3 O + c(1-) c c K a 2 c 1 2 K 2 c=concentración = grado de disociación ± coeficiente de actividad iónico medio Cómo está relacionado el grado de disociación con la conductividad de la disolución? 4

5 Ecuación de Arrhenius 0 = conductividad molar del electrolito a una concentración dada = conductividad molar del electrolito a dilución infinita Existe otra aproximación mejora laecuación de Arrhenius? 5

6 e e = conductividad id d del electrolito lit débil a una concentración dada comportándose como fuerte totalmente disociado. e o k c Ley de Kohlrausch k = a + b 0 Coeficiente límite de Onsager o k c 6

7 K a 2 2 c 1 Cómo se determina el coeficiente de actividad iónico medio? Ley límite de Debye-Hückel log A z z I z = carga de los iones = 1 (para el HAc) A = constante de Debye Huckel I = fuerza iónica 7

8 log A I 1 2 Fuerza iónica: I 1 2 m i z i i A qué disoluciones es aplicable la ley límite de Debye Huckel? c i = 1 m i ~ m i Cuánto vale la fuerza iónica i para una disolución de ácido acético? I 1 2 (c c) c log A c 8

9 Cómo calculamos A? A 2 N A 1 e 2 2,303 4 kb T 3 Qué necesitamos para determinar A? N = número de Avogadro = densidad e = carga de electrón k B = constante de Bolzman T = Temperatura = Constante dieléctrica del medio = r o OJO UNIDADES! 9

10 Sabemos qué necesitamos para determinar la constante de disociación del ácido acético Cómo vamos a determinar estos parámetros? K a 2 c 2 1 c Valorando la disolución de HAc A partir de la conductividad ± Conociendo c y 10

11 VALORARACIÓN DE LA DISOLUCIÓN DE HAc Con qué valoramos el HAc? HAc + NaOH NaAc + H 2 O NaOH Cómo será el ph en el punto de equivalencia? Qué indicador utilizamos? Fenolftaleína Qué volumen de HAc utilizamos en la valoración? Cómo mediremos este volumen? Qué volumen de sosa se gastará en la valoración? Cuántas valoraciones hacemos? HAc 10 ml 11

12 Cómo calculamos la concentración de ácido acético HAc NaOH VNaOH V HAc Podemos conocer la concentración de sosa a partir de la masa de sosa utilizada en preparar la disolución? VALORACIÓN DE NaOH CON FTALATO ÁCIDO DE POTÁSIO CO 2 K CO 2 K + NaOH + H 2 O CO 2 H CO 2 Na (M r = 204,2323 g/mol) 12

13 VALORARACIÓN DE LA DISOLUCIÓN DE NaOH Qué masa de HFt utilizamos en la valoración? Supongamos que queremos gastar 20 ml de NaOH? NaOH V NaOH m M HFt Qué volumen de agua utilizaremos para disolver el ftalato? Cómo será el ph en el punto de equivalencia? Qué indicador utilizamos? r Fenolftaleína NaOH Qué volumen de sosa s se gastará en la valoración? Cuántas valoraciones hacemos? HFt 10 ml 13

14 Antes de valorar las disoluciones tenemos que prepararlas Qué volumen de ácido acético necesitamos para preparar 250 ml de ácido acético aproximadamente 0,1 M (d=0,997 g/ml; Mr=60,05 g/mol))? Determina el volumen de acético Qué NaOH necesitamos para preparar 250 ml de disolución aproximadamente 0.1 M? Determina la masa de sosa 14

15 Medida de conductividades Preparar las disoluciones de acético: 0,05; 0,02; 0,01; 0,005 y 0,001 M. Qué volumen de HAc 0.1 M debemos utilizar para preparar 100 ml de estas disoluciones? ( V ) HAc o,i HAc i 100 HAc o ml 15

16 Medida de conductividades La conductividad depende de la temperatura. Debemos medir la conductividad en un baño termostático? Debemos calibrar el conductímetro? l L Lk A Cómo se calibra el conductímetro? 16

17 Medida de conductividades Medir la conductividad de disoluciones de acético : 0,05; 0,02; 0,01; 0,005 y 0,001 M. De que disolución medimos primero la conductividad? La conductividad que medimos es debida solo al ácido acético? disolución = HAc + disolvente Medimos primero la conductividad de las disoluciones o del disolvente? 17

18 Una vez medidas las conductividades Podemos calcular? HAc = disolución - disolvente (Scm 2 mol 1 ) 1000 (Scm c(mol / L) 1 ) o k c Qué valor de tomamos como punto de partida? ( n1 n ) 18

19 Una vez calculado podemos calcular K a? K a 2 c 1 2 c Hemos valorado el HAc Lo hemos calculado por un procedimiento iterativo ± ( log A c ) A se calcula. l 19

20 Valoración conductimétrica Además de utilizar la conductimetría para: - Determinar una contante de equilibrio - Determinar la ley de velocidad vamos a utilizar esta técnica para realizar una valoración conductimétrica. Cómo cambia la conductividad al añadir el valorante? 20

21 Valoración conductimétrica de HCl con NaOH H + + Cl - + Na + + OH - Na + + Cl - + H 2 O ctividad Conduc Na + + OH - PE V NaOH Porqué disminuye la conductividad antes del punto de equivalencia? Porqué aumenta la conductividad después del punto de equivalencia? H + + Cl - 21

22 ANTES DEL PUNTO DE EQUIVALENCIA H + + Cl - + Na + + OH - Na + + Cl - + H 2 O 2 (H O ) >> (Na ) DESPUES DEL PUNTO DE EQUIVALENCIA H + + Cl - + Na + + OH - Na + + Cl - + H 2 O Qué sucederá en la valoración del HAc? 22

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