lab. de quimica inorganica - Universidad Interamericana de Puerto

UNIVERSIDAD INTERAMERICANA DE PUERTO RICO
Recinto de Bayamón
Departamento de Ciencias Naturales y Matemáticas
LAB. DE QUIMICA INORGANICA
Medida del pH de algunos acidos, bases y sales
OBJETIVOS
a)
Familiarizarse con los cambios de color de algunos indicadores.
b)
Reconocer la acidez o la basicidad de una sustancia mediante el uso de
indicadores.
c)
Relacionar el pH con la concentration del ion hidrogeno de las soluciones y
con los
cambios de color de indicadores acido-base comunes.
d) Utilizará el sensor y la calculadora TI-Nspire para medir el pH de algunas
soluciones
Introducción
El pH de una sustancia refleja su grado de acidez o de basicidad. En este
experimento mediremos el pH de varias sustancias. La escala de pH se numera de
0 a 14. La figura muestra el rango de la escala pH. La tabla muestra el pH de
algunas sustancias comunes.
Algunos suelos de estas localidades contienen sustancias que ayudan a neutralizar la lluvia
ácida. Estas sustancias, llamadas amortiguadores, se componen comúnmente de la
piedra caliza, del carbonato de calcio, o del bicarbonato del calcio. También ayudan
a estabilizar el pH para protegerlo contra las fluctuaciones futuras del pH. Los
granjeros aumentan la capacidad de amortiguamiento, agregando piedra caliza al
suelo. El abonar con cal no solamente proporciona los alimentos necesarios a las
plantas, también aumenta la capacidad de suelos para reducir el daño de la lluvia
ácida.
La solución acida cuando la concentración de los iones [H 3O+] es mayor y hay una reducción
de [OH-] causando que el pH sea menor de 7 . Por lo contrario si una base aumenta la concentración
de [OH-] en la solución y disminuye la concentración de [H 3O+] produce un pH menor de 7
Cuando una solución es acida, el indicador tiene el color de la forma del acido orgánico HIn pero en una
solución básica, tiene el color del In- de la base
HIn(ac) + H2O(l) ↔H3O+(ac) + In- (ac)
Indicadores acido base. Cambio del rango de pH con su respectiva color.
Thymol blue
Methyl orange
Bromocresol green
Methyl red
Litmus
Bromocresol purple
Bromothymol blue
m-nitrophenol
Thymol blue
phenolpthalein
Alizarin yellow R
Red
Red
Yellow
Red
Red
Yellow
Yellow
Colorless
Yellow
Colorless
yellow
1.2-2.8
3.4-4.4
3.8-5.4
4.8-6.0
4.7-8.3
5.2-6.8
6.0-7.6
6.8-8.6
8.0-9.6
8.2-10.0
10.1-12.0
yellow
Orange/Yellow
blue
Yellow
Blue
purple
blue
yellow
blue blue
Pink
Red
APARATOS Y REACTIVOS
Gradilla
12 tubos de ensayo
12 rotulos
Vaso de precipitados de 100 ml
Agitador de vidrio
Papel indicador universal
Papel tornasol azul
Papel tornasol rojo
Solucion de fenolftalefna
Solucion de anaranjado de metilo
Cloruro de amonio, 1 M
Cloruro de potasio, 1 M
Carbonato de sodio, 0,1 M
Acido clorhidrico, 0,1 M
Hidroxido de sodio, 0,1 M
Hidroxido de amonio, 0,1 M
Vinagre
Jugo de naranja
Leche
Gaseosa carbonatada
Agua
Se puede determinar el pH de una disolución usando uno de tres métodos.
METODO I Determinación de pH usando indicadores.
Obtener 100 mL de agua destilada y hervirla por 10 min para eliminar el dióxido
de carbon. El dióxido de carbon disuelto en agua es un acido débil que seriamente
afecta el resultado de este experimento si este no es removido. Para cada solución a
probar proceda con lo siguiente:
1. Lave muy bien 5 tubos de ensayo pequeños tres veces con 2 mL de agua
destilada hervida
2. Lave luego los tubos nuevamente con la solución que va a realizar la prueba.
3. Obtenga 5 mL de la solución que va a probar y echarla en los tubos de
ensayo
4. Añada 3 o 4 gotas de uno de los indicadores que se indican en la tabla
siguiente en los tubos de ensayos. use diferente indicadores en cada tubo de
ensayo.
5. Haga un record de cada color en cada tubo de ensayo. determine y escriba
el pH de una solución hasta cercano a 0.3 unidades de pH . Tiene que tomar
en consideración el último digito.
6. Repita los pasos 1-5 para cada solución tomando en consideración que debe
lavar todos los tubos de ensayos como se menciona en el paso 1.
METODO II
Determinación del pH usando papel de pH
El papel de pH es un papel de filtro que ha sido impregnado con uno o más
mezclas de indicadores. El papel de pH despliega uno o un número de color
que va a depender del pH de la solución que es expuesta. El papel de pH se
produce de dos tipos: un rango más pequeño y un rango más grande. El papel
de pH con rango más pequeño despliega todos los colores en un rango pequeño
de unidades de pH que es alrededor de 0.9 unidades. El rango de pH más
grande cubre el rango de la escala de pH total. El rango corto utiliza mayor
exactitudes en la determinación exacta del pH.
Frecuentemente el papel de pH se vende en kits. Uno de estos kits tiene un
rango de pH con los siguientes colores:
Color
red
orange
yellow
green
Blue
pH
2
4
6
8
10
El kits también contiene 6 pequeños rangos en el papel:
Rango
1
2
3
4
5
6
numérico
Rango pH 0.0-3.0
3.5-5.5
6.0-8.5
9.0-11.0 10.5-12.5 12.014.0
Usar papel de pH para determinar el pH de una solución.
1. Obtener 200 mL de agua destilada, hervirla por 5 min para remover los
gases de dióxido de carbon y echarla en una botella de agua para lavado.
2. Tome una tira de pH y márquela con el intervalo numérico en un papel
para identificar el rango pequeños y colóquela en un cristal de reloj
limpio y seco
Haga lo mismo en otro cristal de reloj pero esta vez con una tira que
tenga el rango más grande. Trate de agarrar el papel de pH lo menos
posible con las manos. Use papel toalla para agarrarlo. Ver dibujo 2
3. Utilice un agitador de cristal limpio y lavado con agua destilada hervida
con la botella de lavado y luego deslice 10-15 gotas de la solución para
probarse.
1. Toque el papel de pH con el rango mayor utilizando el agitador de cristal
empapado con la sustancia que va a analizar y observe el color y el pH
aproximado en sus notas.
2. Moje nuevamente la punta del agitador de cristal con 5-10 gotas de la solución a
analizar. Basado en los resultados obtenidos en el punto 4
Repita el proceso para los pasos 3-5 para cada solución. Cada pedazo del papel
de pH puede ser rehusado hasta que este cubierto completamente de las gotas
de la solución. Cuando el papel haya sido usado descártelo y lave bien el cristal
de reloj enjuagándolo con agua destilada y luego puede secarlo. Otro pedazo
de papel de pH puede ser colocado nuevamente para seguir con la prueba.
METODO III.
Determinación con el pH metro.
Los pH metros difieren grandemente de sus métodos de operación, pero todos
persiguen el mismo ejercicio: dar el pH de las sustancias analizadas.
Pasos para analizar y dar el pH en una sustancia usando el pH metro.
1. La temperatura del instrumento si se contempla debe ser la misma de la
solución.
2. Los electrodos nunca deben dejarse: fuera y seco. Ellos deben estar sumergido
todo el tiempo en un líquido excepto cuando vamos a transferirlos de una
solución a otra.
3. El pH debe calibrarse (si es posible) usando soluciones buffer. Los buffers tienen
que contener el rango de pH que vamos a investigar. Lo normal es usar los
siguientes buffers con pH = 4.0, pH = 7.0, y pH = 10.0 para un trabajo cómodo.
4. Las soluciones que se van a analizar deben ser colocadas en envases lo mas
pequeños posibles. Dos electrodos pueden caber fácilmente en beaker de 50
mL. Usar un envase lo mas pequeño posible reduce la cantidad de solución que
puede rehusarlo.
5. Los electrodos deben ser lavados con agua destilada hervida usando una botella
de lavado. Los electrodos no deben ser tocados con la mano en su parte inferior
de análisis
6. Algunos pH metros tienen un espejo detrás de la aguja. El cristal del electrodos
es hecho de un cristal fino en la parte baja y muy frágil. Trate de no dejarlo caer
en el vaso de precipitado
7. Las lecturas debe tomarla con una precisión de 0.01 pH metro por unidad.
METODO IV.
Determinación usando la interfase de Vernier y la calculadora
TI-Nspire.
En este experimento, usted
• Utilizará el sensor del pH para medir el pH del agua.
• Utilizará el sensor para medir el cambio en el pH del agua.
• Realizará una gráfica con los datos.
• Interpretar sus resultados.
1. MATERIALES





Interfase y 2 vasos de foam
Calculadora TI-Nspire y agua
jugo de limón o de china
sensor del pH gotero
Papel toalla
2. Pasos:
1.
Conectar el medidor de pH en la interfase. Utilizar el cable del acoplamiento para
conectar la calculadora con la interfase.
2.
Encender la calculadora y abrir el programa de
Experimento Presionar hasta encontrar el programa.
3.
Verificar la instalación de la calculadora y la interfase para el sensor del pH.
4.
Echar agua en un vaso de foam hasta que cubra el bulbo del medidor de pH.
Dejar el medidor de pH en el vaso.
5.
Medir el pH del agua, seleccionando “START”. La adquisición de la lectura
tomará 10 segundos. Anote la medida en la TABLA.
6.
Añadir un gotero del jugo a la muestra de agua y muévalo con el medidor de
pH.
7.
Repita los pasos 5 y 6 hasta completar la TABLA.
8.
Luego de completar la tabla grafique sus datos.
3. COLECCIÓN Y ANÁLISIS DE DATOS
A. Determinación del pH de soluciones caseras
Escribir la data de todas las soluciones investigadas.
No. Disoluciones de
pH
[H3O+]
sustancias caseras
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
[OH-]
Indicador: Fenolftaleína
TABLA
Cantidad de Goteros
0
1
2
3
Medida de pH
Cantidad de Goteros
6
7
8
9
Medida de pH
4
5
10
11
GRÁFICA
1
Seleccionar grafica para ver la grafica
2.
Introducir los datos experimentales
ANÁLISIS DE LOS DATOS
1. ¿Qué sucede con el pH del agua a medida que se le añade el jugo?
2. ¿El jugo es un ácido o una base?
3. ¿Cuál es el comportamiento de la gráfica? ¿Por qué?
EXTENSIONES
1. Realizar la práctica con diferentes sustancias.
2. Tabla de pH de algunas sustancias comunes
Sustancia
pH
HC11M
Vinagre
Gaseosas
Naranjas
Tomates
Agua lluvia
Leche
Agua pura
Agua de mar
Na,OH 0,1 M
NaOH
1M
0
2,8
3,0
3,5
4,2
6,2
6,5
7,0
8,5
11,1
14,0
2. Realizar la práctica con una sustancia ácida inicialmente y añadirle un anti-ácido.
Preguntas y ejercicios
1.
La escala de pH es una escala logaritmica. Esto significa que la
diferencia entre cada unidad de pH es realmente un factor de 10. Si
el pH de un jugo de toronja es 3 (pH = 3)
y el pH de la cerveza es 5 (pH = 5), ¿cuantas veces es mas acido
el jugo de toronja que la cerveza?
2.
3.
¿Cual es el pH esperado de las siguientes concentraciones
de acido?
a) 0,001 M b) 0,01 Mc) 1,0 M
¿Cual es el pH esperado de las siguientes
concentraciones de base?
a) 0,001 M b) 0,01 M c) 1,0 M
4.
Describa algunos procesos industriales en los cuales se utilizan soluciones
con pH determinado.
5.
Indique la importancia del pH en los procesos