TRBAJO PRÁCTICO N 5: ph. Objetivo: Determinar el ph de soluciones ácidas y básicas de concentraciones diferentes.

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1 QUÍMICA GENERAL Y TECNOLÓGICA 2010 TRBAJO PRÁCTICO N 5: ph Objetivo: Determinar el ph de soluciones ácidas y básicas de concentraciones diferentes. Fundamentos Teóricos: La mayoría de las reacciones químicas ocurren en solución acuosa o medio acuoso (el agua actúa como disolvente), por eso es de gran importancia comprender los equilibrios ácidos-bases que ocurren en este medio y el primer equilibrio que se debe considerar es la autoionización del agua, a cuya reacción le corresponde una constante de equilibrio que está en el orden de. H 2 O H + + HO [ ] [ ] [ ] La concentración del agua pura es constante ([H 2 O] = 55,5M) porque su disociación o ionización es muy baja, por lo que la ecuación anterior puede expresarse de la siguiente manera: [ ] [ ] [ ] El primer miembro, al ser un producto entre dos constantes, es una nueva constante representada con K w y cuyo valor, a 25 ºC y 1 atm, es: [ ] [ ] producto iónico del agua Como se observa en la reacción de ionización del agua, cada mol de agua que se disocia genera un mol de ión H + (protón) y un mol de ión HO (oxhidrilo), por lo que las concentraciones de ambos iones (en agua pura) serán iguales. [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] Para evitar trabajar con exponenciales negativos, Sörensen introduce el concepto de potencial de hidrógeno o ph aplicando logaritmo decimal negativo a la ecuación del producto iónico del agua: 32

2 ([ ] [ ]) por propiedades logarítmicas: ( [ ]) ( [ ]) ( ) ( [ ]) ( [ ]) donde: - [ ] - [ ] por lo tanto: Observamos entonces que en el agua pura tendremos: - solución neutra Si agregamos un ácido al agua, aumentará la concentración de H +, pero como el producto iónico del agua es constante, deberá disminuir la concentración de HO. Es decir que la [ ] y que la [ ], por lo que: solución ácida De la misma manera, si agregamos una base al agua la concentración de HO aumenta y para mantener el producto constante, disminuirá la concentración de H +. Es decir que la [ ] y que la [ ], por lo que: solución básica o alcalina rango de ph ácido neutro básico En conclusión, a medida que aumenta la acidez de una solución, el ph disminuye y a medida que aumenta la alcalinidad el ph aumenta. Además, si aumenta la cantidad de agua (solvente) provoca una dilución de la solución ácida con disminución de la concentración de 33

3 H + y consiguiente disminución de la acidez (aumento del ph); de la misma forma, la dilución de una solución básica provoca la disminución de la alcalinidad (disminución del ph). Técnica Operatoria: Materiales a utilizar: # Gradilla con 5 tubos de ensayo # Vaso de precipitado # Varilla de vidrio # Probeta # Pipeta # Papel universal (medidor de ph) # Solución de [HCl] = 0,1 N # Solución de [NaOH] = 0,1 N # Agua destilada Enumerar 5 tubos de ensayo limpios del I al V. Identificar 2 vasos de precipitado limpios con las letras A y B, los cuales utilizaremos para diluir las soluciones patrones de HCl y de NaOH. Tomar de la solución de HCl 0,1N una pequeña porción y colocarla en el tubo I. De la misma solución de ácido medir 1 ml (con pipeta) y colocarlo en el vaso A para realizar la dilución deseada. Llevar a 100 ml con agua destilada la solución del vaso A, tomar una porción y colocarla en el tubo II. Cargar en el tubo III unos ml de agua destilada. 34

4 Cargar en el tubo V una porción de la solución de NaOH 0,1N y medir 1 ml para diluirla en el vaso B llevando el contenido a 100 ml con agua destilada. Tomar unos ml de la última dilución y cargarlos en el tubo IV. Una vez cargados los 5 tubos con las distintas soluciones indicadas anteriormente, se procede a determinar el ph de cada una de ellas. Para esto usamos un papel indicador de ph, llamado papel universal, ya que determina a través de una gama de colores todo el rango de ph (1 a 14). Resumiendo: Tubo I: ácido sin diluir Tubo II: ácido diluido al 100 Tubo III: agua destilada Tubo IV: base diluida al 100 Tubo V: base sin diluir Con una varilla de vidrio tomamos unas gotas de la solución contenida en el tubo I y mojamos el papel indicador, observando el color que toma el mismo y comparándolo con la escala que provee, se determina el ph de la solución. El paso anterior repetir con las soluciones de cada tubo, teniendo la precaución de lavar bien la varilla entre las distintas determinaciones. NOTA: Para evitar contaminación entre las soluciones, lavar bien con agua destilada las pipetas utilizadas entre una medición y otra. El volumen de agua destilada necesario para diluir las soluciones en los vasos deberá ser medido con probeta (material volumétrico). Informe a Presentar: 1) Concentración de las soluciones de HCl y NaOH contenidas en los vasos A y B con los cálculos realizados para determinarlas. 2) Completar el siguiente cuadro (adjuntando los cálculos que fueron necesarios para completarlo): 35

5 Tubo ph [H + ] [HO ] ) Conclusiones. 36

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