- Determinar experimentalmente el pH de diversas soluciones de

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS AGRÓNOMOS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA Y ANÁLISIS AGRÍCOLA
Avda. Complutense, s/n. Ciudad Universitaria
28040 Madrid
Grado en Biotecnologia Práctica 2
Parte I. Equilibrios ácido-base. Medidas de pH. Fuerza ácido-base. Preparación de disoluciones
tampón y comprobación de su carácter regulador
1.1 OBJETIVO
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1.2 FUNDAMENTO
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;!Entender el término equilibrio químico
- Saber realizar cálculos cuantitativos en las ecuaciones de equilibrio
- Estar familiarizado con la definición y el comportamiento de: ácidos, bases y fuerza
ácido-base.
- Ser capaz de resolver problemas en los que está involucrado el pH, así como calcular
las concentraciones de H+ en solución acuosa.
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&)51%!#0!,)!6)0'3'.).!.#!,)!01,23'7(8!
Disoluciones reguladoras y pH
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Tabla 2.1.-Ejemplos de soluciones reguladoras
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El pH-metro
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1.3 PARTE EXPERIMENTAL
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.#!,)0!01,23'1(#0!)!'(/#0$':)%8!
!
a) Fuerza ácido-base
;
Medir el pH de las siguientes disoluciones: -@,9!-]<KQ9!@-]@KK-9!^-QK-!y ^)K- todas
ellas en concentración N9M! _! 20)(.1! 2(! +-&#$%1! 3),'6%).1! +%#/')&#($#9! 5! 31(! +)+#,!
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Nota: <)%)!%#0+1(.#%!3,)0'='D2#!,)0!3'(31!020$)(3')0!#(!43'.)09!640'3)0!1!(#2$%)09!0#:a(!,10!+-!&#.'.108!
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34,32,10!!(#3#0)%'10!!@1&+)%#!31(!,10!/),1%#0!#*+#%'&#($),#08!!
b) Fuerza ácido-base e hidrólisis de sales
!
x Medir el pH de las siguientes disoluciones!.#!0),#0L!NaCl, Na3PO4, CH3COONa!5!NH4Cl!
$1.)0!#,,)0!.#!31(3#($%)3'7(!0,1 M9!20)(.1!2(!+-;&#$%1!3),'6%).1!+%#/')&#($#!5!31(!+)+#,!
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5!31&+)%)%,10!31(!,10!16$#('.10!#*+#%'&#($),&#($#8!!
x K%.#()%!,)0!0),#0!.#!&)51%!)!&#(1%!)3'.#H!6)04(.10#!#(!,)!&#.'.)!.#,!/),1%!.#,!+-!.#!,)!
01,23'7(!)3210)8!
x A03%'6'%!2()!#32)3'7(!'7('3)!+)%)!#,!#D2','6%'1!.#!B'.%7,'0'0!.#!3).)!0),!D2#!$#(:)!#(!32#($)!
#,!3)&6'1!.#!+-!160#%/).18!
x @1&+,#$)%!,)!$)6,)!.#!%#02,$).108!
Datos de las constantes de equilibrio
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P 9b u MN ]
S
Ka
d9S u MN c
Ka
Q9c u MN M]
Ka
M9c u MN b
Ka
b 9 d u MN MN
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H S PO
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NH
Q
[ HPO
[ PO
COOH
Q
]
Q
[ CH
[ NH Q OH
]
COO
c)
Soluciones reguladoras y capacidad de tamponamiento
c.1. Preparación de un tampón de CH3COOH/CH3COOx _#H3,)%!#(!2(!/)01!.#!+%#3'+'$).10!.#!MNN!&>!.#!3)+)3'.).9!Sb!&>!.#!ácido acético!N9M!_!5!
Sb!&>!.#!acetato sódico8!`1&)%!#,!/1,2&#(!#(!3).)!3)01!31(!#,!&)$#%'),!).#32).1!+)%)!+1.#%!
&#.'%!#*)3$)&#($#!,10!Sb!&>8!
x _#.'%!#,!+-!.#!,)!.'01,23'7(!+%#+)%).)!5!.'/'.'%!#(!.10!/)0108!
x U.'3'1()%!)!2(!/)01!!1 mL de HCl 0,2 M.!U:'$)%!5!&#.'%!#,!+-8!UI).'%!9 mL más de HCl 0,2
M!&'.'#(.1!$)&6'F(!#,!+-!.#!#0$)!(2#/)!.'01,23'7(8!
x A(! #,! 1$%1! /)01! ).'3'1()%! )! ,)! 01,23'7(! 1 mL de NaOH 0,2 M9! ):'$)%! 5! &#.'%! #,! +-! .#! ,)!
.'01,23'7(!16$#('.)8!UI).'%!)!31($'(2)3'7(!9 mL más de NaOH 0,2 M &'.'#(.1!$)&6'F(!#,!
+-!.#!#0$)!(2#/)!.'01,23'7(8!
x @1&+,#$)%!,)!$)6,)!.#!%#02,$).10
PARTE II. Volumetrías ácido-base: cuantificación de ácidos en productos alimenticios.
Determinación de la acidez de un vinagre
2.1 OBJETIVO
ƒ e('3')%!),!),2&(1!#(!#,!)(4,'0'0!32)($'$)$'/18!
ƒ f#31(13#%!,)!'&+1%$)(3')!.#!2$','H)%!'(.'3).1%#0!).#32).10!0#:a(!,)0!#0+#3'#0!f#)33'1()($#08!
ƒ !!!K6$#(#%9!)!+)%$'%!.#!.)$10!#*+#%'&#($),#09!#,!=)3$1%!.#!31%%#33'7(!.#,!%#)3$'/1!/),1%)($#9!31&1!
+)01! +%#/'1! )! ,)! /),1%)3'7(! )3'.1;6)0#! .#! 2()! &2#0$%)! #(! ,)! D2#! 0#! .#$#%&'()%4! 02! :%).1! .#!
)3'.#H8!
!
2.2 FUNDAMENTO
Volumetría acido-base;O()! $'$2,)3'7(! 1! /),1%)3'7(! /1,2&F$%'3)! E/1,2&F$%'3)G! ! #0! 2(! +%13#.'&'#($1!
)(),?$'319!#(!#,!32),!0#!&'.#!32)($'$)$'/)&#($#!,)!3)+)3'.).!.#!2()!.#$#%&'().)!020$)(3')!.#!31&6'()%0#!
31(!2(!%#)3$'/18!!^1%&),&#($#9!#0$#!+%13#.'&'#($1!0#!,,#/)!)!3)61!&#.')($#!,)!).'3'7(!31($%1,).)!.#,!
%#)3$'/1!.#!31(3#($%)3'7(!31(13'.)!)!,)!01,23'7(!+%16,#&)9!!B)0$)!D2#!+1%!),:a(!&#.'1!0#!C2H:)!D2#!,)!
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A,! 16C#$'/1! ='(),! .#! 32),D2'#%! /),1%)3'7(! #0! ,)! ).'3'7(! .#,! %#)3$'/1! +)$%7(! #(! 2()! 3)($'.).! $),! D2#! 0#)!
D2?&'3)&#($#!#D2'/),#($#!)!,)!020$)(3')!+%16,#&)!31(!,)!32),!%#)33'1()!#0!.#3'%9!)I).'%!!un número de
equivalentes de reactivo igual al número de equivalentes de analito.
!
A0$)!0'$2)3'7(!0#!),3)(H)!#(!,1!D2#!0#!31(13#!31&1!el punto de equivalencia8!!A,!+2($1!.#!#D2'/),#(3')!
#(!2()!$'$2,)3'7(!#0!2(!31(3#+$1!$#7%'319!#(!,)!+%43$'3)!01,1!+2#.#!0#%!#0$'&).1!&#.')($#!,)!160#%/)3'7(!
.#! ),:a(! 3)&6'1! =?0'31! D2#! #0$F! )013').1! )! F,8! @2)(.1! 0#! ),3)(H)! #,! +2($1! #D2'/),#(3')! #(! 2()!
/),1%)3'7(!43'.1;6)0#9!0#!+%1.23#!#(!,)!.'01,23'7(!2(!:%)(!0),$1!.#!+-8!A0$#!0),$19!+#%&'$#!160#%/)%!2(!
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31(13#!31&1!punto final.
!
>)! 020$)(3')! D2#! B)3#! 160#%/)6,#! #0$#! 3)&6'1! =?0'31! 0#! 31(13#! 31&1! '(.'3).1%! 5! +)%)! #031:#%,1! 0#!
&)($'#(#!2(!3%'$#%'1!$),!D2#!,)!.'=#%#(3')!#($%#!#,!+2($1!='(),!5!#,!+2($1!.#!#D2'/),#(3')!0#)!&?('&)9!)!
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A*'0$#! 2()! )&+,')! /)%'#.).! .#! 020$)(3')0! 3251! 31,1%! #(! ,)! 01,23'7(! .#+#(.#! .#,! +-! .#,! &#.'1! A0$10!
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Determinación de la acidez de un vinagre. A,!_'('0$#%'1!.#!T)('.).!5!@1(02&1!#(!02!+26,'3)3'7(!
Análisis de alimentos!E_).%'.9!MgcbG!.#='(#!#,!/'():%#!31&1!V,?D2'.1!16$#('.1!.#!,)!=#%&#($)3'7(!
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el vinagre, expresada en gramos de ácido acético por 100 mL de vinagre.!A0!.#3'%9!D2#!+)%)!.#$#%&'()%!!
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contengan, al menos, una riqueza de 50 grados por!litro, esto es, una proporción de ácidos equivalente
a un 5 % de!ácido acético8!T'!0#!$'#(#!#(!32#($)!D2#!,)!&)0)!&1,#32,)%!.#,!43'.1!)3F$'31!#0!dN8Nb]9!#0$1!
#D2'/),#! )! )='%&)%! D2#! ,)0! .'01,23'1(#0! 31&#%3'),'H).)0! 31&1! /'():%#! .#6#(! $#(#%! 2()! 31(3#($%)3'7(!
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#C#&+,18!
2.3 PARTE EXPERIMENTAL
a) Determinación del factor de corrección de la concentración de la disolución de NaOH
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b) Determinación de la acidez total de un vinagre
!
T#!&'.#(!MN!&>!.#,!/'():%#!31(!2()!+'+#$)!.#!.16,#!#(%)0#!5!0#!/'#%$#(!#(!2(!#%,#(&#5#%!,'&+'1!.#!SbN!
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#(!#,!#%,#(&#5#%9!0#!31,13)!2(!+)+#,!6,)(31!.#6)C1!.#,!&)$%)H9!5!0#!31&'#(H)!,)!).'3'7(!.#!.'01,23'7(!
.#!^)K-9!:1$)!)!:1$)9!):'$)(.1!.#!=1%&)!31($?(2)8!>)!)+)%'3'7(!.#!2(!31,1%!%10).19!D2#!+#%&)(#3#9!),!
&#(10!#($%#!Mb;]N!0!#0!,)!0#I),!.#!D2#!B#&10!,,#:).1!),!='(),!.#!,)!.#$#%&'()3'7(8!
T#!%#),'H)(9!),!&#(109!1$%1!#(0)51!31(!,)!&'0&)!&)%3)!.#!/'():%#!E,10!%#02,$).10!.#!,10!.10!#(0)510!(1!
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2.4 CÁLCULOS
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6G U3'.#H!.#,!/'():%#!
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A(!MN!&>!.#!/'():%#!L!&[dN!i!hnMN;]nN9bn=!o!!&!i!]NnhnMN;]n=!!:%)&10!.#!-U3!#(!MN!&>!
!
k!.#!-U3!i!]NnhnMN;]n=nMN!i!N9]nhn=!
GRADO DE BIOTECNOLOGÍA- QUÍMICA
CUESTIONARIO PRACTICA 2ª
APELLIDOS Y NOMBRE de los miembros de la mesa:
GRUPO
Fuerza ácido-base
pH experimental
Ácido o base
-@,
1.01
-]<KQ!
Reacción ácido-base
Papel
indicador
pHmetro
HCl -> H+ + Cl-
1
1.67
H3PO4 <-> H2PO4- + H+
1.5
@-]@KK-!
2.92
2.9
CH3COOH <-> CH3COO- + H+
^-QK-!
10.49
10
^)K-
12.99
13
NH4OH <-> NH4+ + OHNaOH -> Na+ +
>10!43'.10!#(!1%.#(!3%#3'#($#!.#!)3'.#HL!
Fuerza ácido-base e hidrólisis de sales
!
pH experimental
Sal
Papel
indicador
pHmetro
7
NaCl
7
NaCl -> Na+ + Cl-
Na3PO4!
!
11.59 ! 11
CH3COONa!
!
8.53 ! 8
NH4Cl!
!
-
!
-
>)0!0),#0!#(!1%.#(!3%#3'#($#!.#!)3'.#HL!
!
Reacción de hidrólisis
!
Na3PO4 -> 3Na+ + PO4-3
!
CH3COOHNa
-> CH3COO- + Na+
!
NH4Cl -> NH4+ + Cl-
GRADO DE BIOTECNOLOGÍA- QUÍMICA
CUESTIONARIO PRACTICA 2ª
APELLIDOS Y NOMBRE:_______________________________________________________________________
APELLIDOS Y NOMBRE:_______________________________________________________________________
GRUPO:________________________________
Contestar a las siguientes cuestiones:
M8!p@24,!#0!#,!16C#$'/1!='(),!.#!32),D2'#%!/),1%)3'7(q!
! La adición del reactivo patrón a una cantidad tal que sea químicamente equivalente a la sustancia problema
!
con la cual reacciona
S8!pr2F!#0!#,!+2($1!.#!#D2'/),#(3')q!ps!#,!+2($1!='(),q!
El !punto de equivalencia es aquel en el cual el número de equivalentes de reactivo es igual al número de equivalentes de
!
analito. El punto final es aquel en el que se observa un cambio en la disolución en el que se realiza una volumetría, es
!
decir, en el que se alcanza el punto de equivalencia.
!
]8!pr2F!#0!#,!#%%1%!.#!$'$2,)3'7(q!
Es la diferencia entre el momento en el que se alcanza el punto de equivalencia y el momento
!
!
en el que se hace visible, es decir, el momento en el que se alcanza el punto final
!
Q8!e(.'D2#!+)%)!D2#!0#!2$','H)(!,10!+)$%1(#0!+%'&)%'10!
!
Se utilizan para eliminar impurezas y preparar disoluciones de concentración exacta
!
!
b8!pr2F!#0!#,!=)3$1%!.#!31%%#33'7(!V=Wq!pr2F!/),1%!+2#.#!$#(#%!V=Wq!
!
Es la proporción de concentración real entre concentración teórica. Como lo normal es que la concentración
real sea menor que la teórica, el factor de correción tendrá un valor entre 0 y 1
Soluciones reguladoras y capacidad de tamponamiento
A*+,'3)%!D2#!132%%#!),!)I).'%!),!$)&+7(!.#!@-]@KK-[@-]@KK;L!
- M!&>!.#!-@e!N9S!_!
Como
se trata de una sustancia tampón al que se añaden pequeñas cantidades de ácido fuerte, no variará mucho su pH
!
!
!
- MN!&>!.#!-@e!N9S!_!
!Al ser gran cantidad de HCl, el tampón no será suficientemente eficaz para neutralizar todos los H+, por lo que
!
la disolución aumentará notablemente su carácter ácido
!
- M!&>!.#!^)K-!N9S!_!
Al! tratarse de una sustancia tampón a la que se le añade poca cantidad de base fuerte, el tampón neutralizará
!
los OH- y apenas variará el pH
!
- MN!&>!.#!^)K-!N9S!_!
Al ser gran cantidad de NaOH, el tampón no será suficientemente eficaz para neutralizar todos los OH-, por lo
!
que la disolución aumentará notablemente su carácter básico
PARTE II. Volumetrías ácido-base: cuantificación de ácidos en productos alimenticios. Determinación de
la acidez de un vinagre
;!m)3$1%!.#!,)!.'01,23'7(!.#!^)K-!=!i!!
;!U3'.#H!.#,!/'():%#!!!!!k!.#!-U3!i!30xf