1314 valoracionsacidbase

Science and Technology Department
Nom i cognoms_________________________________________________
Data ________________ Curs _______________ Qualificació ___________
PRÀCTIQUES QUÍMICA 2
PRÀCTICA 4. REACCIONS ÀCID BASE
EXPERIMENT 1. OBSERVACIÓ DEL CANVI DE COLOR DE DIFERENTS
INDICADORS ÀCID-BASE.
Objectiu
Conèixer indicadors i el caràcter àcid o bàsic de diverses substàncies.
Material
- Tubs d’assaig.
- Comptagotes.
- Vareta.
- Aigua destil·lada.
- Dissolució de NaOH 1 M.
- Dissolució de HCl 1 M.
- Paper indicador de pH.
- Dissolució de fenolftaleïna.
- Dissolució de roig de metil.
- Dissolució de bau de bromotimol.
- Dissolució de taronja de metil.
- Na2CO3.
- Al2(SO4)3.
- KBr.
-H3PO4 (aq) concentrat
- KI
- Dissolució de NH4Cl 1 M.
Procediment i anàlisi de resultats.
a) Indicadors:
- Poseu 12 tubs d’assaig plens fins a la meitat d’aigua destil·lada en una
reixeta.
- Afegiu 2 gotes de fenolftaleïna en tres dels tubs, 2 gotes de roig de metil en
tres altres tubs; 2 gotes de blau de bromotimol en altres tres, i 2 gotes de
taronja de metil als tres últims. Etiqueteu els tubs. Observeu-ne el color per a
cada indicador.
- Aboqueu 1 cm3 de HCl(aq) 1 M en el segon tub de cada indicador. Observeune el color i compareu-lo amb el dels altres indicadors.
- Aboqueu 1 cm3 de NaOH(aq) 1 M en el tercer tub de cada indicador.
Observeu-ne el color i compareu-lo amb el dels altres indicadors.
Science and Technology Department
Completeu la taula següent:
Indicador
Fenolftaleïna
Tub 1
Tub 2 (HCl(aq))
Tub 3 (NaOH(aq))
Roig de metil
Blau
de
bromotimol
Taronja
metil
de
b) Caràcter àcid o bàsic de substàncies
Esbrineu el pH de diversos productes quotidians mitjançant un paper indicador
de pH. Completeu la taula següent:
Producte
Color
paper pH aproximat
indicador
Caràcter
àcid,
bàsic o neutre
Science and Technology Department
c) Caràcter bàsic de l’amoníac
- En un tub d’assaig barregeu 2 cm3 de dissolució de NH4Cl 1 M i 2 cm3 de
dissolució 1 M de NaOH.
- Escalfeu-ho lleugerament i oloreu (no directament) els vapors que se’n
desprenen. Quin producte us recorda? Comproveu el caràcter bàsic dels
vapors mitjançant paper indicador humitejat amb aigua destil·lada.
- Mulleu una vareta amb HCl (aq) concentrat i aproximeu-la a l’obertura
del tub d’assaig de què es desprenen els vapors de NH3 fins a observar
un fum de color blanc que correspon a la formació de clorur d’amoni
d’acord amb l’equació:
NH3(g) + HCl(aq)
NH4Cl
Comproveu el caràcter àcid d’aquest fum blanc amb paper indicador humitejat.
d) Hidròlisi de sals.
- Afegiu a dos tubs d’assaig una petita quantitat de Na2CO3 i aboqueu-hi 5
cm3 d’aigua destil·lada.
- Afegiu una petita quantitat de Al2(SO4)3, juntament amb 5 cm3 d’aigua
destil·lada, en altres dos tubs d’assaig.
- Afegiu 2 gotes de fenolftaleïna en un dels tubs de cada parell i , en els
altres dos, 2 gotes de roig de metil.
- Raoneu el caràcter àcid o bàsic d’aquestes substàncies.
Science and Technology Department
EXPERIMENT 2. DETERMINACIÓ DEL CONTINGUT D’ÀCID ACÈTIC D’UN
VINAGRE
Objectiu
- Determinar la quantitat d’àcid acètic d’un vinagre mitjançant una
volumetria àcid-base.
Material i productes
- Bureta
- Matràs 100 cm3
- Erlenmeyer 250 cm3
- NaOH 0,1 M
- Vinagre blanc
- Pipeta
- Fenolftaleïna.
Procediment
Sabent que la concentració aproximada d’àcid acètic al vinagre és 6 g/100 cm 3
de dissolució calcula aproximadament el volum de vinagre que hauràs d’agafar
per gastar aproximadament 20 ml de NaOH 0,1 M.
Càlculs
1. Pipeteja el volum de vinagre calculat anteriorment. Si és un volum
massa petit pots afegir aigua destil·lada ja que el nombre de mols
continuarà essent el mateix.
2. Escull l’indicador adequat tenint en compte que es tracta d’una valoració
d’un àcid feble amb una base forta.
3. Afegeix 2 gotes de l’indicador escollit.
4. Omple la bureta amb la dissolució de NaOH 0,1 M.
5. Efectua la valoració 3 vegades.
6. Anota el volum de dissolució de NaOH 0,1 M consumit.
Science and Technology Department
Anàlisi de resultats:
1. Escriu la reacció de neutralització que té lloc.
2. Què és el punt d’equivalència d’una valoració? I el punt final? Poden
coincidir el punt d’equivalència i el punt final?
3. Com és el pH en el punt d’equivalència? Es pot utilitzar un indicador àcid
en aquesta valoració? Raona la resposta.
4. Què és una corba de valoració? Dibuixa qualitativament la corba de la
valoració feta al laboratori. Digues quins indicadors podrien haver estat útils
en aquesta valoració i per què. Pinta l’ interval de viratge dels indicadors
sobre la corba de valoració.
5. Descriu el procediment experimental realitzat per fer la valoració del
vinagre. Fes un dibuix esquemàtic de l’experiment realitzat indicant el nom
de tot el material de laboratori.
Science and Technology Department
EXPERIMENT 3. OBTENCIÓ I INTERPRETACIÓ DE LA CORBA DE
VALORACIÓ D’UN ÀCID FORT AMB UNA BASE FORTA
Objectius
• Obtenir la corba de valoració d’un àcid fort (HCl) amb una base forta
(NaOH).
• Interpretar la corba de valoració: determinar el punt d’equivalència i el
volum de dissolució de base que ha reaccionat.
• Comprovar com en el punt d'equivalència en la valoració d'un àcid fort
amb una base forta, el pH és 7.
• Determinar la concentració d’un àcid fort (HCl) amb una base forta de
concentració coneguda (NaOH)
Introducció
Determinar la concentració d’un àcid o d’una base present en una mostra és un
problema freqüent del químic, que es pot realitzar per un procés que
s'anomena valoració àcid-base. Consisteix a preparar una dissolució d’un àcid
o d’una base de concentració coneguda i addicionar-la lentament des d’una
bureta a un volum de la dissolució de la base o de l’àcid de què es vol
determinar la concentració.
El punt d’equivalència s’assoleix quan s’han afegit tants mols de OH- com mols
de H+ es tenien o viceversa. Per conèixer el punt d’equivalència és molt útil
utilitzar un pH-metre. La corba de valoració és la representació gràfica de la
variació del pH de la dissolució que es vol valorar respecte al volum de base o
d’àcid afegida.
La reacció que té lloc és:
H+ + OH-
H2O
Per obtenir millors resultats és convenient fer dues valoracions: la primera per
trobar aproximadament el punt d’equivalència, la segona per a una
determinació més precisa.
L'anàlisi de la corba obtinguda permet:
1. Determinar el punt d'equivalència.
2. Determinar la concentració de l'àcid que s'ha valorat.
Equipament
Elements de l'equip Multilog:
Interfície MultilogPro amb cable USB
Mòdul i Sensor de pH (rang: 0 a14; resolució: 0,02; temps de
resposta:10s)
Ordinador
Material de laboratori:
Suport metàl·lic amb pinces i nous
Agitador magnètic
Science and Technology Department
Bureta de 25 mL
Pipeta graduada de 10 mL amb xeringa
Vas de precipitats de 50 mL
Embut de vidre petit
Reactius:
Dissolució d’hidròxid de sodi 0.1 M
Dissolució problema d’àcid clorhídric.
Fenolftaleïna
Ulleres de seguretat i guants
CORROSIU
Procediment
Muntatge de l'experiència
1. Subjecteu la bureta al suport metàl·lic amb una pinça. Amb l’ajut de l'embut,
ompliu la bureta amb la dissolució d’hidròxid de sodi 0.1 M i enraseu-la.
Tingueu molta cura quan treballeu amb dissolucions d'àcids i bases forts.
En cas d’esquitxos renteu-vos la pell ràpidament amb aigua. Utilitzeu
sempre una pipeta amb una xeringa acoblada o una pera de succió.
2. Poseu dins del vas de precipitats, 10 mL de la dissolució d’àcid clorhídric,
mesurats amb la pipeta amb la xeringa, i una gota de fenolftaleïna. L’indicador
servirà per relacionar la valoració visual amb la instrumental.
3. Esbandiu amb aigua el sensor de pH i assequeu-lo amb cura. Connecteu el
sensor a l'entrada 1 de la interfície. Prepareu el muntatge de la figura. Per ferho, situeu el vas de precipitats en el centre de l’agitador magnètic i dintre seu la
Science and Technology Department
seva barreta imantada. Col·loqueu la sonda a una alçada aproximada d’1cm
del fons i a prop de la paret del vas. Subjecteu-la amb una pinça al suport
metàl·lic. Comproveu que la clau de la bureta sigui accessible.
(Si no disposeu d’un agitador magnètic, caldrà agitar manualment la dissolució
cada vegada que afegiu un volum de base fins que el pH s’estabilitzi)
4. Poseu en marxa l’agitador magnètic i comproveu que el vas quedi en el
centre de l‘agitador, la sonda no topi amb la barreta imantada i el bulb de la
sonda quedi submergit en el líquid.
5. Connecteu la interfície a l’ordinador.
6. Engegueu la interfície i l'ordinador.
7. Obriu el programa Multilab .
Configuració del sistema per a la 1a valoració
Ara configureu el programa per capturar les dades de pH i V de forma manual:
1. Cliqueu el botó Configurar ajudant
.
Veureu que s'obre
la
finestra
que
detecta a l'entrada
1 el
sensor de pH.
Cliqueu Proper per
obrir la finestra
següent:
Science and Technology Department
Seleccioneu:
Freqüència:
Manual
Mode
d'escalat:
Escala completa
Mode de gravació:
Substituir
Cliqueu Proper per
passar a la finestra
següent:
Seleccioneu:
Per mostres: 50 i
cliqueu Acabar.
2. Seleccioneu al menú Taula, l'opció Mode de captura i s'obrirà la finestra
següent:
A
Sensors
Disponibles
seleccioneu pH i
cliqueu Afegir.
A
continuació
cliqueu:
Insertar
columna manual, i
s'obrirà una finestra
on indicareu el títol i
la unitat de la
columna:
Science and Technology Department
Títol: Volum
Unitat: mL
Cliqueu D'acord
3. Introduïu manualment a la taula els valors dels volums de base afegida, per
als quals capturareu els corresponents valors de pH.
Enregistrament de les dades de la 1a valoració
Per obtenir una bona corba de valoració cal procedir amb molta cura: afegir
l’increment de volum al més exacte possible i esperar que el pH sigui estable
quan es fa la captura de la dada. Si les valoracions es fan massa de pressa
surten moltes irregularitats a les corbes.
Quan tot estigui a punt, podeu començar a capturar les dades de pH a la
dissolució en funció del volum de base afegida. A partir del volum 0 d’hidròxid
de sodi, en deixareu caure 0,5 mL d’àcid clorhídric i capturareu el valor de pH
corresponent.
Anoteu el volum de base afegida en què aprecieu canvi de color de l’indicador
1. Comenceu la captació clicant el botó Executar
.
Science and Technology Department
2. Primera dada: Per al volum inicial de 0 mL:
Cliqueu el botó Eina de Captura
.
3. Segona dada i successives: Deixeu caure 0,5 mL d’hidròxid de sodi a la
dissolució.Després d'uns 10 segons
premeu el botó Enter
de la interfície i a continuació,
cliqueu el botó Eina de captura
.
Repetiu aquest procés fins acabar les captacions.
Amb el botó Stop
finalitzeu les captacions.
4. Anomeneu i guardeu l'arxiu amb l'opció Guardar com del menú Arxiu.
Anàlisi de la corba de la 1a valoració
1. Cliqueu el botó Editar gràfic
de la barra d'eines del gràfic:
Anomeneu el gràfic, i seleccioneu els conjunts de valors que han d'aparèixer
representats als eixos:
A l'eix x: Captura 1(volum)
A l'eix y: Captura 1 (pH), a continuació cliqueu Acceptar.
2. Per trobar el punt d'equivalència, cliqueu el botó Derivada
.
3. Cliqueu el botó Commutar primer cursor
i moveu el cursor als punts
adequats per determinar: el pH inicial, el pH final, el volum aproximat de base
que ha reaccionat i el pH en el punt d'equivalència.
4. Per guardar aquest gràfic amb la funció derivada, cliqueu el botó Afegir
gràfic a projecte
i, a continuació l'opció Guardar com del menú Arxiu.
Science and Technology Department
2a valoració
Feu una segona valoració a fi de trobar amb més exactitud el volum
d'equivalència:
Seguiu el procediment descrit a la 1a valoració, però comenceu la captació de
dades desprès d'haver afegit d'un cop un volum de base d'uns 2 mL inferior al
volum d'equivalència que heu trobat a la 1a valoració. A continuació, afegiu la
base amb increments menors, de 0,2 mL per exemple. Trieu un nombre
suficient de mesures que permeti obtenir la corba adequadament.
Anàlisi i tractament de les dades
Una vegada obtingut el gràfic corresponent a la 2a valoració, determineu el pH
inicial i final, el punt d'inflexió i el volum de base que ha reaccionat, igual que
heu fet a l'anàlisi de la 1a valoració.
1. Completeu les dades de la taula següent:
1a valoració
2a valoració
pH inicial
pH final
pH en el punt d'inflexió o d'equivalència
Variació de pH als voltants del punt d'inflexió
Volum de base que ha reaccionat (mL)
2. Calculeu, a partir de les dades anteriors:
Quantitat de base que ha reaccionat (mol)
Quantitat d’àcid que hi havia en la mostra de 10 mL (mol)
Concentració de la dissolució d’àcid clorhídric (mol.L-1)
Qüestionari
1. L’interval de viratge de la fenolftaleïna està comprès entre 8,2 i 9,2. És
adequada la utilització d’aquest indicador en la valoració d’un àcid fort amb una
base forta?
2. Calculeu el pH de la dissolució d’àcid clorhídric de la concentració que heu
determinat en la valoració. Aquest valor coincideix amb el valor mesurat pel
pHmetre? Si no coincideix, quina podria ser la raó?
3. El pH d'una dissolució A (d'un àcid fort) és 3, i el pH d'una dissolució B (d'una
base forta) és 10. Es barregen les dues dissolucions. Es pot predir quin serà el
pH final o es necessiten més dades?
Science and Technology Department
4. Calculeu la concentració d’ions H+ i d’ions OH– d’una dissolució que es
prepara barrejant 50,0 mL de dissolució d’àcid clorhídric 0,20 M amb 49,9 mL
d’hidròxid de sodi 0,20 M.
Informe
Redacteu un informe de l'experiència. En aquest informe s'han de distingir
clarament les següents parts: objectius, introducció, realització i conclusió, junt
amb les respostes al qüestionari.
Science and Technology Department
EXPERIMENT 4. L’ASPIRINA EFERVESCENT I L’EFECTE TAMPÓ.
Objectiu
- Observar clarament l’efecte tampó en na dissolució d’Aspirina
efervescent.
Introducció
Anomenem dissolució tampó, dissolució reguladora del pH o “buffer”, a
un sistema format per un àcid dèbil i una sal d’aquest àcid que tingui l’ió positiu
d’una base forta (sodi o potassi). En aquest sistema es produeixen un seguit
d’equilibris químics que fan que si li arriben petites quantitats d’àcid o de base,
el pH no s’altera.
L’Aspirina efervescent dins l’aigua, a part de l’àcid acetilsalicílic, que és
un àcid dèbil, porta un altre àcid dèbil: el CO2 i un anió bàsic: el HCO3-,
provinent de l’hidrogencarbonat de sodi. Això produeix una frenada als ions
hidrogen (mentre no siguin massa els que hi arribin) i també els ions hidròxid.
Gràcies als dos equilibris existents, el pH gairebé es manté invariable davant
les agressions exteriors.
CO2 + H2O
HCO3- + H+
HCO3- + H2O
CO2 + OH-
Material i productes
-
Pastilles d’aspirina efervescent preferentment SEDERGINE®.
Vas de 100 mL.
Àcid clorhídric 1 M en goter.
Hidròxid de sodi 1 M en goter.
Indicador universal del pH en dissolució.
Gradeta amb tubs d’assaig.
Procediment
1. Preparem en un vas 100 mL aproximats d’aigua destil·lada. Hi tirem una
pastilla efervescent i observem el què passa fins total dissolució. Veiem
que es desprèn un gas. Quin?
2. L’aspirina efervescent porta entre altres medicaments:
a. Àcid acetilsalicílic (àcid 2-etanoiloxi benzencarboxílic,
representarem com a HAsp)
Fórmula
que
b. Àcid cítric (àcid 2-hidroxipropan tricarboxílic que representarem
com a H3Citr)
Science and Technology Department
Fórmula
c. Hidrogencarbonat de sodi:
Fórmula
Hi ha hagut
hidrogenncarbonat:
dues
HAsp + HCO3H3Citr + 3 HCO3-
reaccions
entre
els
dos
àcids
i
l’ió
Asp- + CO2 + H2O
Citr3- + 3 CO2 + 3 H2O
Es desprèn el diòxid de carboni però part del mateix queda dissolt en
l’aigua formant el següent equilibri:
CO2 + H2O
HCO3- + H+
La dissolució final tindrà un pH lleugerament àcid.
Posarem dos dits de la mateixa en tres tubs d’assaig. En els tres
afegirem una gota d’indicador universal de pH. Podràs comprovar pel
color dels tres tubs que el pH val aproximadament 5. Treballant amb
major precisió sortiria un pH de 5,5.
Ara afegirem una gota d’àcid clorhídric 1 M al primer tub i una gota
d’hidròxid de sodi 1 M al segon. Deixem el tercer coma a color de
referència.
Qüestionari
1. Què ha passat amb el color dels dos primers tubs?
2. Què creus que hauria de passar i per què?