Estandarización de soluciones patrón y valoración acido-base de muestras

Universidad Pedagógica NacionalFacultad de ciencia y tecnología

Departamento de química

Andrés Zapata; Karen Cárdenas; William García

Objetivos.

Emplear el método titulométrico cuantitativo de volumetría directa acido/base. Realizar la preparación de soluciones patrones para valorar las diferentes muestras

orgánicas e inorgánicas. Identificar por medio de la valoración acido/base el punto final de la mezcla y por

medio de ella elaborar los respectivos cálculos para hallar las concentraciones de las diferentes materias orgánicas

Resumen.

El método de valoración acido-base es un procedimiento cuantitativo, en este caso volumetría directa, en el cual es importante medir la cantidad de volumen de una solución a una concentración conocida que suele llamarse solución estándar a partir de un reactivo patrón primario o patrón secundario, (esto ya depende de unos factores como la pureza, solubilidad etc.) ya estandarizadas, con el cual se realizara la titulación; y otra solución con volumen conocido pero con una concentración desconocida. Este procedimiento se realiza para identificar la concentración exacta de una solución. Por medio de un montaje de bureta en el cual está la solución patrón y se adiciona a la solución a valorar poco a poco para obtener un volumen inicial y volumen final. Cuando la reacción sea completa por medio de un indicador se puede observar un cambio físico (cambio de color) por el cambio de pH que se refiere a un punto final y este se puede asociar a punto de equivalencia de la valoración en el cual la cantidad de titulante es decir la solución patrón equivale a la cantidad del analito o solución a valorar. En esta práctica los analitos serán muestras orgánicas e inorganicas acidas como la leche, la aspirina, el vino, vinagre; y básicas como el agua potable, la leche de Mg.

Palabras Clave.

Valoración, acido, base, estandarización, solución patrón, punto final, punto de equivalencia, indicador, pH

Abstract.

Keywords.

Metodología

Resultados

Tablas primarias

1. Estandarización de NaOH [0,1 N] con Biftalato de potasio [0,1 N]

Tabla No. 1

Grupo Vol de NaOH (mL)

1 4,0

2 4,0

3 4,0

4 4,1

5 4,1

6 4,2

7 4,3

1.1. Estandarización del NaOH con el Biftalato de Potasio con concentración conocida

Muestra concentración del BK Cantidad de BKMuestra 1 0,1 N 10 mL

1.2. Estandarización del NaOH con el Biftalato de Potasio con masa conocida

Muestra Masa del BK Cantidad de base usada

Muestra 1 0,1500 g 7,3 mL

2. Estandarización de HCl [0,1 N] con NaOH [0,1 N]

Tabla No. 2

Grupo Vol de NaOH (mL)1 7,32 7,43 7,44 7,45 7,56 7,57 7,6

3. Estandarización de H2SO4 [0,02 N] con NaOH [0,1 N]

Tabla No. 3

Grupo Vol de NaOH (mL)1 2,22 2,23 2,34 2,35 2,46 2,57 2,5

4. Valoración de los compuestos ácidos con la base estandarizada.

Tabla No. 4

Muestra Cantidad de la muestra Cantidad de base usada(mL)Aspirina 6g 6,5

Leche 25 mL 4,7Vinagre 10 mL 8,1

Vino 10 mL 3,1

5. Valoración de los compuestos básicos con los ácidos estandarizados.

Tabla No 5.

Muestra Cantidad de la muestra

(mL)

Acido utilizado

Cantidad del ácido utilizado

(mL)

Indicadorempleado

Agua potable 25 H2SO4 0,4 MixtoLeche de magnesio

5 HCl 1,1 Fenolftaleína

Tablas secundarias

1. Estandarización de los reactivos

Solución Concentración estandarizada en NormalidadNaOH 0,2457HCl 0,3656

H2SO4 0,0573

2. Porcentaje experimental del principio activo en las diferentes muestras acidas y básicas.

Muestra Principio activo % principio activo en la muestra experimental

Aspirina Ácido acetilsalicílico 4,79 % m/mLeche Ácido láctico 0,42 % m/vVinagre Ácido acético 0,01 % m/vVino Acido tartárico 1,46 % m/vAgua potable CaCO3 91,7 ppmLeche de Mg Al(OH)3 0,13 % m/v

Cálculos

1. Aplicación de tratamiento de datos prueba t 80% para las tablas No 1, No 2, y No 3.

La prueba t se realiza aplicando a los datos la siguiente expresión

L.C = X ±t s

√n2. Realizamos el tratamiento de datos para tener un volumen promedio de los

valorantes y asi poder aplicar la ecuación del calculo de la concetracion del analito, que en la practica es la base NaOH y los acidos HCl y H2SO4.

V1*C1 = V2*C2

Tabla No 1.

Grupo Vol de NaOH (mL)

X Numero de datos

Grados de

libertad

S XDespués del Tratamiento

1 4,0

4,1 7 6 0,115 4,072 4,0

3 4,0

4 4,1

5 4,1

6 4,2

7 4,3

L.C. 80% = 4 ,1 ±1 , 44∗0 ,115

√ 7 =

L.C 80% = 4,2 – 4,0

Los datos de la tabla No 1 que se encuentran por fuera del rango de L.C 80% son rechazados y se realiza de nuevo el cálculo del promedio para realizar el cálculo de estandarización.

Valoracion

[NaOH] = 10 mLB . K∗[ 0 ,1 N ] B . K

4 , 07 mL NaOH = 0,2457

En los cálculos que se realizaron para la mayor parte del informe se utilazo la normalidad como unidad de concetracion ya que emplea el concepto de equivalentes gramos en vez de moles y pesos formula, en la unidad de concetracion normal hay que tener unos aspectos importantes para efectuarla como la reacción en particular y los reactivos.

La unidad de concetracion normal se usa ya que sustancias en unidad molar no reaccionan y por lo tanto no se podrá realizar la valoración.

Las concetraciones como normalidad siempre tendrá catidades en equivalentes y esto nos facilita inferir que os quivalebtes de A siempre reaccionaran con los equivalentes de B

Tabla No 2.

Grupo Vol de NaOH (mL)

X Numero de datos

Grados de

libertad

S XDespués del Tratamiento

1 7,3

7,44 7 6 0,097 7,442 7,4

3 7,4

4 7,4

5 7,5

6 7,5

7 7,6

L.C. 80% = 7,44 ±1 , 44∗0 ,097

√ 7 =

L.C 80% = 7,5 – 7,4

Los datos de la tabla No 2 que se encuntran por fuera del rango de L.C 80% son rechazados y se realica un nuevo calculo de promedio para realizar el calculo de la estandarización.

Valoracion

[HCl] = 7,44 mL NaOH∗[ 0,2457 N ] NaOH

5 mL HCl = 0,3656

PONER ALGO DE ANALISIS DEL LIBRO SKOOG sobre la valoracion

Tabla No 3.

Grupo Vol de NaOH (mL)

X Numero de datos

Grados de

libertad

S XDespués del Tratamiento

1 2,2

2,34 7 6 0,127 2,332 2,2

3 2,3

4 2,3

5 2,4

6 2,5

7 2,5

L.C. 80% = 2,34 ± 1, 44∗0 ,127

√ 7 =

L.C 80% = 2,4 – 2,3

Los datos de la tabla No 3 que se encuntran por fuera del rango de L.C 80% son rechazados y se realica un nuevo calculo de promedio para realizar el calculo de la estandarización.

Valoracion

[H2SO4] = 2 ,33 mL NaOH∗[ 0 , 2457 N ] NaOH

10 mL HCl = 0,0572

PONER ALGO DE ANALISIS DEL LIBRO SKOOG sobre la valoracion

3. Se realiza también la estadarizacion de NaOH que será en la practica un patron secundario por concentracion conocida del biftalato de potasio.

En el punto de quevalencia de la estandarización los miliequivaentes del biftalato de posaio que es una masa conocida será ifual a los miliequivalentes de la base, para este método se desarrolla el siguiente planteamiento.

Vol (ml) de biftalato x [biftalato] = Vol ml) de NaOH x [NaOH]

[ NaOH ]=10 ml×0,1 N4,07 ml

=0,2457 N

4. Se realiza también la estadarizacion de NaOH que será en la practica un patron secundario por masa conocida del biftalato de potasio.

g B.K = 3 mL (0 ,2457 meq NaOH

mL )(204 g puros de B . K .

1 meq )(1∗10−3 g

1 mg )(

100 g R . Q99 g puros

)

g B.K. = 0,150 g

5. Titulaciones de las diferentes muestras.

Las titulaciones de las muestras se expresaran de la forma en a la que se encuentren en su principio activo y se tendrán en cuenta en la expresión los siguientes datos:

Unidad de concentración en porcentaje =

meq quereaccionaron del valorante (relacion de meq conla cantidad de principio activo)(relacion decantidad )relacion de la cantidad totalde la muestra enunaidad deconcetracion especifica

5.1 Titulación de la aspirina

%m/m

(6.5 mlNaOH ) (0.2457 N NaOH )( 180,09 mgde acidoacetilsalicilico1meq−g )( 1 x10−3 g

1mg )6g deacido acetilsalicilico

x 100

%m/m = 4,79

5.2 Titulación de la leche

%m/v

(4,7mlNaOH ) (0.2457 NNaOH )( 90 , O 3mgde acidolactico1 meq−g )(1 x10−3 g

1 mg )25mL

x100

%m/v = 0,42

5.3 Titulación del vinagre

%m/v

¿(8.1 ml ) (0.2457 N )( 59 mg deacido acetico

1 meq−g )(1 x10−3 g1mg )

10 mlx100=0.01 %

%m/v = 0,01

5.4 Titulación del vino

%m/v

(3.1ml ) (0,2457 N )( 192,06 ,mgde acido tartarico1meq−g )( 1 x 10−3 g

1mg )10ml

x 100

%m/v = 1,46

5.5 Titulación del agua

Ppm CaCO3

(0,4 mL H 2 SO 4 )[0,0573 N H 2 SO 4 ]( 100,03 mg CaCO 31 meq )

0,025 LPpm CaCO3 = 91,7

5.6 Titulación de leche de Mg

%m/v

(1,1mL HCl ) (0.3656 N HCl )( 83m g de Al (OH )31me q−g )(1 x10−3 g

1 mg )25mL

x100

%m/v = 0,133