Semana 9 Valorando una solución

A preparar
Semana
9soluciones
Valorando una solución
Semana 8
¡Empecemos!
Durante esta semana seguiremos
explorando la marca que dejan los
desechos químicos sobre nuestro ambiente, reforzando así el uso racional y
destacando la importancia del descarte
adecuado de las diferentes sustancias
químicas que utilizamos a diario. Pero
esta vez, determinaremos el valor de
una solución, partiendo de otra solución distinta, lo cual permite conocer la
concentración de una solución a partir de otra de concentración conocida.
¿Qué sabes de...?
Para los procesos de valoración de soluciones
se requiere de instrumentos específicos de medición de volumen, como son: la pipeta graduada,
la pipeta volumétrica, el balón aforado y la bureta, siendo la pipeta y la bureta instrumentos de
medición de volumen de gran precisión. La bureta es el instrumento por excelencia en los procesos de neutralización, ya que permite dosificar
la cantidad y la velocidad de adicción del líquido. ¿Conoces cómo se realiza el montaje de una
titulación?
El reto es...
En casa del abuelo Floripondio, su nieto Sulfuro miraba un programa de
ciencias donde observaban los cambios de color que sufre un indicador en
presencia de un ácido o una base; fue entonces que Sulfuro se volteó y miró a
su abuelo, éste sonrió y le preguntó a su nieto: –¿Quieres saber cómo ocurre
eso? Y su nieto emocionado respondió: –¡Sí, sí, sí! –Muy bien, respondió el
abuelo. Terminemos de ver el programa y te explicaré.
¿Podrías –una vez más– ayudar al abuelo?
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Vamos al grano
Las soluciones, como los ácidos, las bases y las sales se utilizan para realizar
reacciones químicas o simplemente para preparar otros compuestos que en
algunos casos deben ser neutralizados y luego descartados por el desagüe. El
proceso de neutralización permite evidenciar una reacción química a través
de un cambio de color que sufre el indicador seleccionado. Entre los indicadores más utilizados se encuentra la fenolftaleína y el anaranjado de metilo;
sin embargo, puedes preparar tu propio indicador a partir de repollo morado
como se explicó en la semana 1.
La neutralización es un proceso
que se lleva a cabo por medio de
una técnica muy utilizada en los
laboratorios, llamada titulación,
la cual consiste en añadir una solución de concentración conocida
colocada dentro de una bureta;
debajo de la bureta se coloca un
matraz con una solución de concentración desconocida pero con
un volumen conocido; dentro del matraz se añaden unas gotas de indicador, el
cual virará de color en el momento que se haya neutralizado la reacción.
Veamos cómo sería un ejemplo de titulación si colocamos en la bureta ácido
muriático HCl 0,1M y abajo en el matraz tenemos 20ml de hidróxido de sodio
de concentración desconocida. Dentro del matraz se añade un indicador de
acidez llamado fenolftaleína, el cual toma un color fucsia en presencia de una
base.
Posteriormente se procede a añadir el ácido, poco a poco, hasta que la coloración del indicador dé un rosa pálido, indicando que se ha alcanzado la
neutralidad, conocido como punto final de la titulación. No obstante, para
tener mayor certeza en los resultados, se repite el procedimiento tres veces,
promediando el valor del volumen añadido.
Supongamos que los valores del ácido añadido fueron: 23,4ml; 24,1ml y
23,8ml; promediando estos valores obtenemos:
Se gastaron 23,77ml de ácido muriático HCl 0,1M para neutralizar 20ml de
23,4ml + 24,1ml + 23,8 ml
Promedio =
=
3
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71,3 ml
3
= 23,77 ml
hidróxido de sodio NaOH de concentración desconocida. Para determinar su
concentración, partimos de que en el proceso de neutralización se igualan los
números de moles del ácido con los números de moles de la base:
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HCl + NaOH
NaCl + H2O
Matemáticamente se expresaría de la siguiente manera:
moles (base) = moles (ácido)
Sabiendo que moles = Concentración x Volumen, tenemos que:
CbxVb=CaxVa
despejando(Cb)
Ca x Va =
sustituyendo
Vb
Cb =
Cb
0,1M x 23,77ml
20ml
= 0,1ml
Como resultado tenemos que se gastaron 23,77ml de ácido muriático HCl
0,1M para neutralizar 20ml de hidróxido de sodio que tiene por concentración
0,11M.
La técnica de titulación es ampliamente utilizada dentro de los laboratorios,
ya que permite determinar la concentración de ácidos y bases que pueden estar presentes en las sustancias químicas, pero también en alimentos, bebidas
e, inclusive, en el agua que tomamos a diario. Por ello, los alimentos y bebidas
que consumamos deben pasar por un estricto control de calidad que permita
garantizar que los valores de acidez y basicidad tienen tendencia hacia la neutralidad, evitando inconvenientes sanitarios.
Sabiendo que el agua es un compuesto inorgánico neutro y de características particulares que lo hacen esencial para la vida, los cambios en la acidez
o basicidad determinan su calidad para el consumo humano o para la sobrevivencia de los demás seres vivos. Por tal motivo, los agentes contaminantes
presentes en el suelo o en el agua pueden alterar su calidad, haciendo poco
recomendable su consumo. Además de los agentes contaminantes terrestres
y acuáticos, se suma otro factor: los gases emitidos a la atmósfera provocan
que las precipitaciones se acidifiquen.
Todos estos elementos inciden en el incremento del costo final del agua
potable. Y hacen cada vez más urgente la necesidad de concientizar a la población en general acerca de la valoración y conservación del vital líquido.
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Valorando una solución
Para saber más…
Si deseas conocer más sobre la valoración de las soluciones, te invitamos a visitar las siguientes direcciones web:
http://quimipage.galeon.com/
http://labquimica.wordpress.com/2008/04/30/titulacion-acido-base/
http://www.edutecne.utn.edu.ar/sem_fi_qui_micrb_09/biosolidos_
en_suelo.pdf
http://www.elergonomista.com/quimica/q10.html
Aplica tus saberes
Los indicadores de acidez y basicidad son compuestos; junto con el ácido o
la base a medir puede existir una transferencia de protones (hidrógeno) provocando cambios en el color; es por ello que la fenolftaleína en presencia de
bases forma una sal de color rojizo (fucsia), en cambio, en presencia de ácidos
se forma un compuesto llamado lactona fenólica, la cual es incolora.
En el caso del indicador de pH natural como el repollo morado, al igual que
los otros indicadores, cambia la composición química alterando su coloración
por la presencia de un ácido o una base. Te invitamos a que prepares una solución de repollo morado y busques distintas fuentes de agua (potables o no)
y determines su acidez o basicidad.
Comprobemos y demostremos que…
Continuando con el repollo morado, te animamos a realizar una dilución
seriada (diluir a la mitad, varias veces) de vinagre y añadas unas gotas de indicador. Repite la misma experiencia, pero esta vez con bicarbonato de sodio.
Anota tus observaciones con respecto a la coloración obtenida y la intensidad
del color resultante.
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Semana 9
El agua natural posee en su composición
una cantidad determinada de sales; sin embargo, cuando estos minerales se incrementan, especialmente el calcio (Ca) y magnesio (Mg), las aguas cambian su solubilidad
y pasan a denominarse “aguas duras”, las
cuales no son aptas para el consumo humano, ni tampoco para el lavado de utensilios,
ya que el jabón es insoluble en las aguas
duras. Existen algunas sustancias llamadas
“intercambiadores de iones” que permiten
remover el excedente de calcio y magnesio
presente en las aguas, esta técnica es utilizada principalmente en el mantenimiento
de piscinas.
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