Hidrolisis

Universidad de GuanajuatoCampus GuanajuatoDivisin de Ciencias Naturales y Exactas

HidrolisisPrctica 9Laboratorio de Fisicoqumica ll

Montserrat Ortiz Roa

Ma. Teresa Betancourt Maldonado

Objetivo:Determinar las propiedades cido-base de soluciones de varias sales y el porcentaje de hidrlisis

Introduccin

La hidrlisis de una sal describe la reaccin del anin o catin de una sal o ambos con el agua. Por lo general, la hidrlisis de una sal afecta el pH de una disolucin.

La hidrlisis es una reaccin cidobase que se produce al disolver determinadas sales en agua. La reaccin tiene lugar entre uno de los iones de la sal y el agua y, hay que tener en cuenta que se trata de una reaccin de equilibrio. Slo pueden dar hidrlisis los siguientes iones:a) Los aniones, (carga negativa), procedentes de los cidos dbiles (Ka pequeas).b) Los cationes, (carga positiva), procedentes de las bases dbiles (Kb pequeas).Cabe distinguir cuatro casos: Sales de cido fuerte y base fuerte, Sales de cido fuerte y base dbil, Sales de cido bbil y base fuerte y por ltimo Sales de cido dbil y base dbil.Sales de cido fuerte y base fuerte. Estas sales no se hidrolizan. Todas las sales se disocian completamente en sus iones (ya que son compuestos inicos), pero en el caso de las sales de cido fuerte y base fuerte, estos iones no reaccionan con el agua. Por ejemplo:Na2SO4 2 Na+ + SO4-2 (reaccin totalmente desplazada)H2SO4 + 2 H2O SO4-2 + 2 H3O+al ser un cido fuerte, esta reaccin tambin estar muy desplazada, por lo tanto la reaccin inversa, es decir, la del anin con el agua para volver a dar el cido, no se podr dar (y sta sera la reaccin de hidrlisis).Para el otro ion de la sal (Na+), al proceder de una base fuerte, le ocurrir lo mismo:Na(OH) Na+ + OH-sta reaccin est totalmente desplazada a la derecha, por lo que la reaccin inversa, la del catin con el agua para volver a dar el hidrxido sdico, nunca se dar.Otro ejemplo de este tipo de sales es:MgCl2 Mg+2 + 2 Cl-el cloruro magnsico proviene del cido clorhdrico, que es un cido fuerte, y del hidrxido magnsico, que es una base fuerte, por lo que ni el catin magnesio Mg+2, ni el anin cloruro Cl-, se hidrolizarn.Al disolver este tipo de sales en agua, el pH resultante es igual a 7, ya que al no producirse ni un exceso de protones ni de iones hidroxilo, el pH ser el del agua.Sales de cido fuerte y base dbil. En este caso, el anin no se hidrolizar ya que proviene de un cido fuerte, pero si se hidrolizar el catin ya que proviene de una base dbil.Darn lugar a soluciones acuosas cidas puesto que el catin reacciona con el agua para dar protones.Vamos a ver un ejemplo con la sal de cloruro amnico (NH4Cl):(reaccin completamente desplazada)

el anin no reaccionar con el agua al provenir de un cido fuerte:Cl- + H2O no reaccionael catin al provenir de una base dbil reacciona con el agua de la siguiente manera (y sta es la reaccin de hidrlisis):NH4+ + 2 H2O NH4OH + H3O+Sales de cido bbil y base fuerte. En este caso es el anin procedente del cido el que reacciona con el agua hidrolizndose y dar lugar a disoluciones bsicas porque el anin al reaccionar con el agua producir aniones OH como veremos en el siguiente ejemplo:CH3COONa CH3COO - + Na+(reaccin completamente desplazada)

como el catin proviene de una base fuerte no se hidrolizar:Na+ + H2O no reaccionapero el anin al provenir de un cido dbil si reaccionar con el agua segn la siguiente reaccin de hidrlisis:CH3COO- + H2O CH3COOH + OHSales de cido dbil y base dbil. Tanto el anin como el catin se hidrolizan, por lo tanto, el carcter cido o bsico de la disolucin resultante depender de cul de las dos reacciones de hidrlisis tenga lugar con mayor extensin, (mayor Kh). Vamos a ver un ejemplo:

en este caso, tanto el anin como el catin se hidrolizan por provenir de cidos y bases dbiles, segn las siguientes reacciones:

en este caso, dado que Ka < Kb se cumplir que Kh1 < Kh2 (puesto que son inversamente proporcionales a las constantes Ka y Kb respectivamente), luego la disolucin tendr un pH bsico.

Antes de desarrollar la parte experimental indicar si las siguientes sales se hidrolizan y si el pH ser menor, mayor o igual a 7.Yoduro de potasio, bromuro de rubidio, nitrato de potasio, nitrato de amonio, cianuro de amonio y acetato de amonio.

Material y substancias Tubos de ensayo Gradilla Matraces aforados Pipetas graduadas Vasos de precipitados Vidrio de reloj Potencimetro

1) Cloruro de sodio 0,1 M, 2) Acetato de sodio 0,1 M, 3) Nitrato de cobre (II) 0,1 M, 4) Cloruro de amonio 0,1 M, 5) Cloruro de zinc 0,1 M, 6) Sulfato de aluminio y potasio 0,1 M, 7) Carbonato de sodio 0,1 M, 8) Agua hervida9) Agua no hervida

Indicadores

Naranja de metilo Rojo de metilo Azul de bromotimol Rojo de fenol Fenolftalena Amarillo de alizarina

Tabla de SustanciasNombreFormulaP.M.(g/mol)Densidad(g/mL)Punto de fusinCPunto deebullicinCPrecauciones

Cloruro de sodio

NaCl58.42.1658011465Irritante en altas cantidades.

Agua

H2O1810100Inofensivo a la salud.

Carbonato de sodioNa2CO3105.92.548511600Irritante. Evite el contacto con piel u ojos.

Nitrato de cobre (II)Cu(NO3)2241.62.05114---Irritante. Evite el contacto con piel u ojos.

Sulfato de aluminio y potasioAlK(SO4)2474.381.75792.5200Des.Irritante. Evite el contacto con la piel u ojos.

Cloruro de zincZnCl2136.32.907283756Irritante. Evite el contacto con la piel u ojos.

Cloruro de amonioNH4Cl53.490.001338----Irritante. Evite el contacto con la piel u ojos.

Acetato de sodio

Na(CO2CH3)821.528324----Irritante. Evite el contacto con la piel u ojos.

METODOLOGA

PARTE I.

a) Depositar en 9 tubos de ensaye respectivamente 1 mL de las soluciones y dos gotas de los indicadores mencionados anteriormente de acuerdo con la siguiente tabla

Naranja deMetiloRojo de metiloAzul debromotimolRojo de fenol

Fenolftalena

Amarillo dealizarinapHmetro

1 mL de:1 mL de:1 mL de:1 mL de: 1 mL de:1 mL de:1 mL de:

1111111

2222222

3333333

4444444

5555555

6666666

7777777

8888888

9999999

IndicadorCambio de colorRango de pH de cambio de color

Naranja de metiloRojo Amarillo3,2 4,4

Rojo de metiloRojo Amarillo4,8 6,0

Azul de bromotimolAmarillo Azul6,0 7,6

Rojo fenolAmarillo Rojo6,6 8,0

FenolftalenaIncoloro Bugambilia8,2 10,0

Amarillo de alizarinaAmarillo Rojo10,1 12,0

b) Estimar el pH de cada solucin con base en los colores observados.

c) Determinar el pH con el pH metro.

Parte 2

a) Introducir en cada uno de dos tubos de ensayo 10 gotas de solucin 0,5 N de Cloruro de Aluminio. En uno de los tubos aadir 10 gotas de solucin 0,5 N de Sulfuro de Amonio y al otro tubo aadir 10 gotas de solucin 0,5 N de Carbonato de Sodio. Observar el desprendimiento de Sulfuro de Hidrgeno y de Dixido de Carbono y la formacin de Hidrxido de Aluminio.Anotar las ecuaciones de las reacciones en ambos tubos. Por qu no se forman el Sulfuro y el Carbonato de Aluminio?

b) INFLUENCIA DE LA FUERZA DEL CIDO Y DE LA BASE QUE FORMA UNA SAL SOBRE EL GRADO DE HIDRLISIS.Depositar 30 mg de Sulfito de Sodio en un tubo de ensayo y en otro tubo 30 mg de Carbonato de Sodio. Aadir en cada tubo 5 mL de agua destilada y una gota de Fenolftalena. En cul de las dos soluciones es ms alta la concentracin de OH-.

c) INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA SOBRE EL GRADO DE HIDRLISIS DE LA SAL.Depositar 30 mg de Acetato de Sodio en un tubo de ensayo y 5 mL de agua destilada. Aadir una gota de Fenolftalena y sumergir el tubo en bao mara.Observar los cambios de color durante el calentamiento.En qu direccin se desplaza el equilibrio de la hidrlisis?Enfriar el tubo en agua fra. Vuelve a desplazarse el equilibrio?

Observaciones y resultados

Parte 1Realizamos las mezclas de soluciones con los indicadores correspondientes slo para 3 tubos, el resto fueron analizados por otros equipos como lo indic la profesora. Determinamos el pH con los cambios de color as como con el pHmetro. El resto de los resultados los consultamos con los 2 equipos que nos complementaban.

Parte 2No se realizo

Anlisis de resultados

SolucinpH estimado con el indicadorpH medido con el pHmetro[H+][OH-]

186.55

287.64

344.34

475.60

575.75

643.17

71111.06

887.57

988.06

SolucinNaranja de metiloAzul de bromotinolRojo fenolAmarillo de alizarina Fenolftalena Rojo de metilo

1NaranjaTurquesaAmarillo claroBeige claroIncoloroSalmn

2NaranjaAzul reyRosa plidoBeige claroIncoloroAmarillo

3NaranjaAmarillo-verdeVerde claroVerde claroIncoloroFucsia

4NaranjaVerde limnAmarilloAmarilloIncoloroRojo

5Ambar turbioVerde turbioAmarilloAmarilloIncoloroAmarillo

6 RojizoAmarillo mostazaAmarilloAmarilloIncoloro Fucsia

7 AmarilloAzul elctricoFucsia DuraznoRosa Amarillo

8 AmarilloVerde olivoAmarilloBeigeRosa Amarillo

9 AmarilloVerde turquesaAmarilloBeigeRosa Amarillo

Conclusin:Se pudo determinar de manera experimental el pH de las soluciones, gracias al clculo de las concentraciones de [H+] y [OH-] y tambin la comparacin de compuestos que son sensibles al pH y ver cual compuesto es el que tiene una mayor gama de colores para que el pH sea un poco ms exacto.

Bibliografa QUIMICA Raymond Chang. Editorial Mc Graw Hill Novena edicin, 2009 Mxico D.F.