Volumetrías ácido-base
VALORACIÓN DE UN ÁCIDO FUERTE (HCl) CON UNA BASE FUERTE (NaOH) Etapas: 1. Antes del punto de equivalencia: ph de una disolución de ácido fuerte. 2. En el punto de equivalencia: ph de una sal de ácido fuerte y base fuerte. 3. Después del punto de equivalencia: ph de una base fuerte.
Ejemplo: Deducir la curva de valoración de 50,00 ml de HCl 0,05000 M con NaOH 0,01000 M. 1) Punto inicial: ph = -log 0,05000 = 1,30 2) Después de añadir 10,00 ml de valorante: 50,00 x 0,05000 10,00 x 0,1000 C HCl = = 0,02500 M 60,00 ph = -log 0,02500 = 1,60
3) Después de añadir 25,00 ml de valorante: [H + ] = [OH - ] = K w 1/2 = 1,00 x 10-7 M ph = -log 1,00 x 10-7 = 7,00 4) Después de añadir 25,10 ml de valorante 0,10 x 0,1000 C NaOH = = 0,00013 3 M 75,10 poh = -log 0,00013 3 = 3,88 ph = 14 3,88 = 10,12
Curva de valoración de ácido fuerte con base fuerte ph 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 HCl 0,05000 M con NaOH 0,1000 M Fenolftaleína Azul de bromotimol 0 5 10 15 20 25 30 35 V valorante (ml)
Efecto de la concentración sobre las curvas de valoración de ácido fuerte con base fuerte ph 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 HCl 0,05 M con NaOH 0,1 M 0,005 0,01 0,0005 0,001 Fenolftaleína Azul de bromotimol 0 5 10 15 20 25 30 35 V valorante (ml)
VALORACIÓN DE UNA BASE FUERTE (NaOH) CON UN ÁCIDO FUERTE (HCl) Etapas: 1. Antes del punto de equivalencia: ph de una disolución de base fuerte. 2. En el punto de equivalencia: ph de una sal de base fuerte y ácido fuerte. 3. Después del punto de equivalencia: ph de un ácido fuerte.
Ejemplo: Deducir la curva de valoración de 50,00 ml de NaOH 0,05000 M con HCl 0,1000 M. 1) Punto inicial: poh = -log 0,05000 = 1,30 ph = 14,00-1,30 = 12,7 2) Después de añadir 10,00 ml de valorante: 50,00 x 0,05000 10,00 x 0,1000 C NaOH = = 0,02500 M 60,00 poh = -log 0,02500 = 1,60 ph = 14,00 1,60 = 12,40
3) Después de añadir 25,00 ml de valorante: [H + ] = [OH - ] = K w 1/2 = 1,00 x 10-7 M ph = -log 1,00 x 10-7 = 7,00 4) Después de añadir 25,10 ml de valorante 0,10 x 0,1000 C HCl = = 0,00013 3 M 75,10 ph = -log 0,00013 3 = 3,88
Curva de valoración de base fuerte con ácido fuerte ph 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Fenolftaleína Azul de bromotimol NaOH 0,05 M con HCl 0,1 M 0 5 10 15 20 25 30 35 40 V valorante (ml)
VALORACIÓN DE UN ÁCIDO DÉBIL (HAc) CON UNA BASE FUERTE (NaOH) 1) Antes de añadir valorante: ph de una disolución de ácido débil. 2) Después de añadir valorante: hasta el punto de equivalencia (no incluido): ph de una reguladora. 3) En el punto de equivalencia: ph de una sal procedente de ácido débil y base fuerte 4) Después del punto de equivalencia: ph de una base fuerte.
Ejemplo: Deducir la curva de valoración de 50,00 ml de HAc 0,05000 M con NaOH 0,1000 M. K a (HAc) = 1,75 x 10-5. 1)Punto inicial: [H + ] = (K a C HAc ) 1/2 = (1,75 x 10-5 x 0,05000) 1/2 = = 9,35 x 10-4 M ph = -log 9,35 x 10-4 = 3,03
2) Después de la adición de 10,00 ml de valorante: 50,00 x 0,05000 10,00 x 0,1000 1,500 C HAc = = M 60,00 60,00 10,00 x 0,1000 1,000 C NaAc = = M 60,00 60,00 C NaAc 1,000 ph = pk a + log = 4,75 7 + log = 4,58 C HAc 1,500
2) Después de la adición de 25,00 ml de valorante [OH - ] = (K b C NaAc ) 1/2 K b = (K W / K HAc ) = 1,00x10-14 / 1,75x10-5 = 5,71 4 x 10-10 50,00 x 0,05000 C NaAc = = 0,03333 M 75,00 [OH - ] = (5,71 4 x10-10 x 0,03333) 1/2 = 4,36 4 x 10-6 M ph = 14,00 poh = 14,00 ( log 4,36 4 x 10-6 ) = 8,64
4) Después de la adición de 25,10 ml de valorante [OH - ] C NaOH 0,10 x 0,1000 C NaOH = = 0,000099 9 M 100,1 ph = 14,00 ( log 0,000099 9 ) = 10,00
Curva de valoración de ácido débil con base fuerte ph 50 ml de HAc (pk a = 4,76) 0,05000 M con NaOH 0,1000 M 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Fenolftaleína 0 5 10 15 20 25 30 35 V (ml)
Influencia de la concentración sobre las curvas de valoración de ácido débil con base fuerte 13 12 11 50 ml HAc 0,001 M con NaOH 0,001 M 50 ml HAc 0,01 M con NaOH 0,01 M 50 ml HAc 0,1 M con NaOH 0,1 M 10 ph 9 8 7 6 5 4 3 2 Fenolftaleína 0 10 20 30 40 50 60 70 V valorante (ml)
Influencia de la constante del ácido débil Curvas de valoración de 50 ml de ácidos débiles HA 0,1 M con NaOH 0,1 M. 12 pka=9 pka=7 pka=5 pka=3 10 ph 8 6 4 2 0 10 20 30 40 50 60 70 V valorante (ml)
4) Después del punto de equivalencia: ph de un ácido fuerte. VALORACIÓN DE UNA BASE DÉBIL (NH 3 ) CON UN ÁCIDO FUERTE (HCl) 1)Antes de añadir valorante: ph de una disolución de base débil. 2) Después de añadir valorante: hasta el punto de equivalencia (no incluido): ph de una reguladora. 3) En el punto de equivalencia: ph de una sal procedente de base débil.
Ejemplo: Deducir la curva de valoración de 50,00 ml de NH 3 0,05000 M con HCl 0,1000 M. K b (NH 3 ) = 1,75 x 10-5. 1)Punto inicial: [OH - ] = (K b C NH 3) 1/2 = (1,75 x 10-5 x 0,05000) 1/2 = = 9,35 x 10-3 M poh = -log 9,35 x 10-3 = 3,03 ph = 14 3,083 = 10,97
2) Después de la adición de 10,00 ml de valorante: 50,0 x 0,05000 10,00 x 0,1000 1,50 C NH3 = = M 60,0 60,0 10,00 x 0,1000 1,00 C NH4 + = = M 60,0 60,0 K a = 1,00 x 10-14 / 1,75 x 10-5 = 5,71 x 10-10 ; pk a = 9,24 C NH3 1,50 ph = pk a + log = 9,24 + log = 9,42 C NH4 + 1,00
3) Después de la adición de 25,00 ml de valorante [H + ] = (K a C NH4 +) 1/2 50,00 x 0,05000 C NH4 + = = 0,03333 M 75,00 [H + ] = (5,71 x 10-10 x 0,03333) 1/2 = 4,36 x 10-6 M ph = log 4,36 x 10-6 = 5,36
4) Después de la adición de 25,10 ml de valorante [H + ] C HCl 0,10 x 0,1000 C HCl = = 0,00013 3 M 75,10 ph = log 0,00013 3 = 3,88
Curva de valoración de base débil con base fuerte ph 50 ml de NH 3 (pkb= 4,76) 0,05000 M con NaOH 0,1000 M 14 13 12 11 10 9 8 7 6 Rojo de metilo 5 4 Naranja de metilo 3 2 1 0 0 5 10 15 20 25 30 35 V (ml)
INDICADORES ÁCIDO-BASE -Ácidos o bases débiles -Altamente coloreados -Colores de la formas ácida y básica: distintos
HIn H + + In - [In - ] ph = pk a + log [HIn] [In - ] / [HIn] = 1/10 Color forma ácida ph = pk a + log 0,1 = pka 1 [In - ] / [HIn] = 10 Color forma básica ph = pka + log 10 = pk a + 1 Intervalo: de pk a 1 a pk a + 1 (2 Unidades de pk)