REPORTE 6 LAB ANALISIS

RESUMEN
El tema de la práctica es el comportamiento de los ácidos polipróticos a través de una
curva de disociación cuando se le agrega una base fuerte o un ácido fuerte. Se prepararon
soluciones de Ácido Fosfórico (H3PO4) 1M, Ácido Sulfúrico (H2SO4) 1M que corresponden a
ácidos débil y fuerte respectivamente y se titularon con Hidróxido de Sodio (NaOH) a 1M, una
base fuerte, también se preparó Fosfato de Sodio (Na3PO4) 1M, una base débil, y se tituló con
Ácido Clorhídrico (HCL) que es un ácido fuerte.
Por medio de un potenciómetro se determinaron los valores de pH experimental inicial de
cada solución ácida o básica. Éstas fueron tituladas con una base fuerte (NaOH) en el caso de los
ácidos y con un ácido fuerte (HCL) en el caso de las bases, midiendo el pH de la solución por
cada volumen de solución agregado.
Se graficaron curvas de titulación con los datos obtenidos de la práctica por medio de las
cuales se encontraron los puntos de equivalencia y las constantes de equilibrio experimentales
para cada solución titulada. Al ser comparadas con los datos teóricos, se obtienen errores
pequeños para las constantes de equilibrio y las concentraciones de hidrógeno (pKa’s y pH’s),
También se calcularon los alfa experimentales, palfas y porcentajes alfas (αexperimental, pα, α%).
La práctica de laboratorio se realizó bajo las siguientes condiciones: Una temperatura de
26°C y una presión constante de 0,94 atm.
RESULTADOS
Gráfica 1. Curva volumétrica de la titulación de ácido sulfúrico con hidróxido de sodio 1M.
pH (Y) en función del volumen de titulante (X). Indicar punto final y región buffer.
Titulación de la solución de ácido sulfúrico (H2SO4) 1M con hidróxido de
sodio (NaOH) 1M.
10.00
Cambio
de color
Final
Buffer
9.00
8.00
7.00
Inicio
Buffer
5.00
4.00
3.00
2.00
1.00
Volumen de NaOH
Fuente: datos originales, tabla 1.
19.80
19.60
19.40
19.20
19.00
18.50
18.00
17.50
17.00
16.50
16.00
15.50
15.00
14.50
14.00
13.00
12.50
12.00
11.50
11.00
10.50
10.20
10.10
9.90
10.00
9.80
9.60
9.40
9.20
9.00
6.00
3.00
0.00
0.00
pH
6.00
Gráfica 2. Curva volumétrica de la titulación de ácido fosfórico con hidróxido de sodio 1M. pH
(Y) en función del volumen de titulante (X). Indicar puntos finales y regiones buffer.
Rosado
fuerte
Final
Buffer 2
Inicio
Buffer 2
Final
Buffer 1
Inicio
Buffer 1
Fuente: datos originales, tabla 2.
punto final,
(Agregamos fenolftaleína)
Rosado
claro
Gráfica 3. Curva volumétrica de la titulación de fosfato de sodio con ácido clorhídrico 1M. pH
(Y) en función del volumen de titulante (X). Indicar puntos finales y regiones buffer.
Inicio
Buffer 1
Punto final 1,
agregamos naranja
de metilo
Final
Buffer 2
Final
Buffer 1
Inicio
Buffer 2
Fuente: datos originales, tabla 3.
Punto
final 2
Tabla 7. Titulación de la solución de ácido sulfúrico 1M con hidróxido de sodio 1M. La alícuota
de H2SO4 es de 10 mL. Indicar punto final y región buffer.
V (mL) de NaOH (1M)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
19,2
19,4
19,6
19,7
19,8
19,9
20,0
20,1
20,2
20,4
20,6
20,8
21,0
Fuente: datos originales, tabla 1.
pH
0,02
0,10
0,19
0,28
0,37
0,47
0,58
0,70
0,84 Buffer inicio
0,99
1,17
1,34
1,52
1,67
1,83
1,99 Buffer final
2,16
2,34
2,57
2,92
3.01
3.15
3.33
3.45
3.63
3.94
7,66
11,49
11,80
12,10
12,28
12,40
12,49
Tabla 8. Titulación de una solución de ácido fosfórico 1M con hidróxido de sodio 1M. La
alícuota de H3PO4 es de 10 mL. Indicar puntos finales y regiones buffer
V (mL) de NaOH (1M)
0
3
6
9
9,2
9,4
9,6
9,8
9,9
10.0
Fuente: datos originales, tabla 2.
10,1
pH
1.09 Buffer 1 Inicio
1.81
2,33
3,10
3,20 (Buffer 1 final)
3,33
3,51
3,81
4,09
4.67 (+ claro)
5,24 (+fuerte) punto final
(Agregamos fenolftaleína)
10,2
10.5
11,0
11,5
12,0
12,5
13,0
14,0
14,5
15,0
15,5
16,0
16,5
17,0
17,5
18,0
18,5
19,0
19,2
19,4
19,6
19,8
19,9
20,0
20,1
20,2
20,3
20,4
20,5
20,6
21,0
22,0
25,0
5,52
5.93
6,25 Buffer 2 inicio
6,45
6,60
6,73
6,84
7,03
7,12
7,20
7,29
7,38
7,47
7,57
7,68
7,81
7,96
8,16
8,27 (Buffer 2 final)
8,40
8,58
8,89
9.18
9,90 (Rosado claro)
10,62 (Rosado fuerte)
10,91
11,09
11,21
11,31
11,40
11,63
11,96
12,46
Tabla 9. Titulación de fosfato de sodio (Na3PO4) con ácido clorhídrico (HCl) 1M. La alícuota
de Na3PO4 es de 10 mL. Indicar puntos finales y regiones buffer.
Volumen HCl (mL)
0
3
6
9
9,2
9,4
9,6
9,8
9,9
10,0
10,1
10,2
10,3
10,5
11,0
11,5
12,0
13,0
14,0
14,5
15,0
15,5
16,0
16,5
17,0
17,5
18,0
18,5
19,0
19,2
19,4
19,6
19,8
20,0
20,1
20,2
20,3
20,4
20,5
20,6
21,0
22,0
25,0
Fuente: datos originales, tabla 3.
pH
13,27
12,83 (Buffer 1 inicio)
12,39
11,65
11,55
11,42
11,23
10,93 (Buffer 1 final)
10,63
9,91
9,18
8,89
(Agregar el naranja de metilo)
(Punto final 1)
8,71
8,48
8,16
7,96
7,81 (Buffer 2 inicio)
7,57
7,38
7,29
7,21
7,12
7,03
6,94
6,84
6,73
6,60
6,45
6,25
6,15
6,01
5,83 (Buffer 2 final)
5,52
4,66
4,09
3,81 (Punto final 2)
3,64
3,51
3,41
3,33
3,09
2,74
2,17
Tabla 16. Rango buffer para los diferentes ácidos
Reactivo
Tipo ácido
Ka1
pKa1
Buffer1
Ka2
pKa2
Buffer 2
Ka3
pKa3
Buffer 3
Ácido fosfórico
Debil
7.5E-3
2.125
1.125-3.125
6.2E-8
7.208
6.208-8.208
4.2E-13
12.38
11.38-13.38
Ácido sulfúrico
Fuerte
LARGO
-
-
1.2E-2
1.921
0.921-2.921
-
-
-
Fuente: Masterclass. (2020). Ácidos dipróticos y polipróticos. Conceptos básicos. Consultado el 13 de
abril de 2023, en el siguiente enlace: https://www.amanecer-temuco.cl/wp- content/uploads/2020/05/4Acidos-diproticos-y-poliproticos-Conceptos-basicos.pdf
Tabla 17. Rango buffer para el fosfato de sodio.
Tipo de sal
Ka1
pKa1
Buffer1
Ka2
pKa2
Buffer 2
Ka3
pKa3
Buffer 3
Básica débil
1.3E-12
11.89
12.89-10.89
1.6E-7
6.796
5.796-7.796
2.1E-2
1.678
0.678-2.678
Fuente: Masterclass. (2020). Ácidos dipróticos y polipróticos. Conceptos básicos. Consultado el 13 de
abril de 2023, en el siguiente enlace: https://www.amanecer-temuco.cl/wp-content/uploads/2020/05/4Acidos-diproticos-y-poliproticos-Conceptos-basicos.pdf
Tabla 18. Rango de viraje de los indicadores ácido base
Indicador
Naranja de metilo
Fenolftaleina
pKa
3,47
9,3
Rango de viraje (pH)
3,2 a 4,4
8,2 a 10,0
Color
Rojo a amarillo
Incoloro a rosado
Fuente 1: Chang, R. (2010). Química. Indicadores ácidos bases comunes. Consultado el 20 de abril de
2023, en la página 734.
Fuente 2: Thinking chemistry. (s.f.). pKa,pH and dominant species handout. Obtenido de:
https://mi01000971.schoolwires.net/cms/lib/MI01000971/Centricity/Domain/478/pKa%20pH%20and%20d
ominant%20species%20handout%20with%20titration%20curves%201415.pdf
Fuente 3: Hmong.es. (s.f.). Naranja de metilo. Obtenido de https://hmong.es/wiki/Methyl_orange
ANALISIS DE RESULTADOS
En la práctica se realizó la titulación de ácidos polipróticos. Mediante los datos obtenidos en la
práctica se realizan las curvas de titulación o disociación y por medio de la primera derivada de
esta gráfica se pueden encontrar fácilmente los puntos de equivalencia (representados por el
punto máximo de la curva de titulación, o sea la pendiente más inclinada) y las constantes de
equilibrio (los mínimos de la curva de titulación que representan la pendiente mínima o punto
medio dentro de la zona buffer).
Para el ácido sulfúrico se obtuvo un pH inicial de 0.02. En el caso de este ácido, se esperaba que
el primer punto de equivalencia no apareciera en la gráfica y el segundo sí ya que la primera
disociación es muy fuerte, lo cual provocaría pH’s menores a 0 que no pueden ser graficados en
una curva de titulación ya que la concentración máxima que puede ser representada en una de
estas curvas es de 1M (pH=0), El valor experimental de la primera constante de disociación del
ácido sulfúrico es imposible de calcular porque su valor es demasiado alto y no es visible en la
curva de titulación. Se generó buffer al agregar 8 mL de NaOH 1M y este finalizo al llegar a los
15 mL. También se pudo apreciar un cambio de color cuando se llegaron a los
20.1 mL,
cambiando de incoloro a rosado. Se finalizó en un pH de 12.49, pasando de un estado acido a
uno básico.
En el caso del ácido fosfórico, se comenzó con un pH de 1.09, sus constantes están muy
distanciadas (sus valores de pK difieren en más de 5 unidades entre cada uno). Desde el
comienzo, antes de comenzar con la titulación de NaOH, se genera el primer buffer, este dura
hasta los 9.2 mL de NaOH 1M. Luego a los 10.1 mL se llega al punto final del indicador naranja
de metilo y agregamos fenolftaleína, a los 11 mL se inicia el 2do buffer, este dura hasta los 19.2
mL donde se siguió y se llegó hasta los 20.0 mL donde la fenolftaleína reacción tornándose
rosado claro la sustancia y finalmente al agregarle 1 mL más de NaOH 1M, llegando a los 20.1
mL, esta sustancia se torna en un rosado fuerte. Se finalizó en un pH de 12.46 pasando de un
estado acido a uno básico.
Para el fosfato de sodio, una base débil, se tituló con HCl (ácido clorhídrico) 1M, acido fuerte, se
comenzó con un pH de 13.27, primero se agregó la fenolftaleína, esta comienza siendo rosada
debido al estado básico de la solución, el primer buffer se generó a los 3 mL y duro hasta los 9.8
mL, luego a los 10.2 mL se llegó al punto final de la fenolftaleína y se vertió naranja de metilo,
este comenzó amarillo, nuevamente por la forma básica de la solución, a los 12.0 mL se
comenzó el 2do Buffer, el cual duro hasta los 19.6 mL. Finalmente, a los 20.2 mL de HCl 1M se
alcanzó el punto final del naranja de metilo. Se finalizó en un pH de 2.17 pasando de un estado
básico a uno acido.
APENDICE
Hoja de datos originales
EIQQ-F-SG-005
HOJA DE DATOS ORIGINALES
Título de la práctica: TITULACIÓN DE ÁCIDOS POLIPRÓTICOS.
No.
1
2
3
Carnet
202206125
202201721
201603349
Coordinador: Bryan Estuardo De León
Nombre
Bryan Estuardo De León Estrada
Mary Gabriela Toj Aspuac
Elsa Irene Pérez Santander
Sub- coordinador: Mary Gabriela Toj Aspuac
Listado de Cristalería a utilizar:
Cristalería
Balón de 100 mL
Bureta de 50 mL
Potenciómetro
Earlenmeyer
Listado de reactivos a utilizar:
Reactivo
1 M H2SO4
1 M NaOH
1 M HCl
1 M H3PO4
1 M Na3PO4
Fenolftaleina
Naranja de metilo
Cantidad
10 mL
104 mL
52 mL
10 mL
10 mL
1.8 mL
1.2 mL
HOJA DE DATOS ORIGINALES. PRÁCTICA 6. TITULACIÓN DE ÁCIDOS
POLIPRÓTICOS.
Tabla 1. Titulación de la solución de ácido sulfúrico 1M con hidróxido de sodio 1M. La alícuota
de H2SO4 es de 10 mL.
V (mL) de NaOH (1M)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
19,2
19,4
19,6
19,7
19,8
19,9
20,0
20,1
20,2
20,4
20,6
20,8
21,0
pH
0,02
0,10
0,19
0,28
0,37
0,47
0,58
0,70
0,84 Buffer inicio
0,99
1,17
1,34
1,52
1,67
1,83
1,99 Buffer final
2,16
2,34
2,57
2,92
3.01
3.15
3.33
3.45
3.63
3.94
7,66
11,49
11,80
12,10
12,28
12,40
12,49
Tabla 2. Titulación de una solución de ácido fosfórico 1M con hidróxido de sodio 1M. La
alícuota de H3PO4 es de 10 mL.
V (mL) de NaOH (1M)
0
3
6
9
9,2
9,4
9,6
9,8
9,9
10.0
10,1
pH
1.09 Buffer 1 Inicio
1.81
2,33
3,10
3,20 (Buffer 1 final)
3,33
3,51
3,81
4,09
4.67 (+ claro)
5,24 (+fuerte) punto final
(Agregamos fenolftaleína)
10,2
10.5
11,0
11,5
12,0
12,5
13,0
14,0
14,5
15,0
15,5
16,0
16,5
17,0
17,5
18,0
18,5
19,0
19,2
19,4
19,6
19,8
19,9
20,0
20,1
20,2
20,3
20,4
20,5
20,6
21,0
22,0
25,0
5,52
5.93
6,25 Buffer 2 inicio
6,45
6,60
6,73
6,84
7,03
7,12
7,20
7,29
7,38
7,47
7,57
7,68
7,81
7,96
8,16
8,27 (Buffer 2 final)
8,40
8,58
8,89
9.18
9,90 (Rosado claro)
10,62 (Rosado fuerte)
10,91
11,09
11,21
11,31
11,40
11,63
11,96
12,46
Tabla 3. Titulación de fosfato de sodio (Na3PO4) con ácido clorhídrico (HCl) 1M. La alícuota de
Na3PO4 es de 10 mL.
Volumen HCl (mL)
0
3
6
9
9,2
9,4
9,6
9,8
9,9
10,0
10,1
10,2
10,3
10,5
11,0
11,5
12,0
13,0
14,0
14,5
15,0
15,5
16,0
16,5
17,0
17,5
18,0
18,5
19,0
19,2
19,4
19,6
19,8
20,0
20,1
20,2
20,3
20,4
20,5
20,6
21,0
22,0
25,0
pH
13,27
12,83 (Buffer 1 inicio)
12,39
11,65
11,55
11,42
11,23
10,93 (Buffer 1 final)
10,63
9,91
9,18
8,89
(Agregar el naranja de metilo)
(Punto final 1)
8,71
8,48
8,16
7,96
7,81 (Buffer 2 inicio)
7,57
7,38
7,29
7,21
7,12
7,03
6,94
6,84
6,73
6,60
6,45
6,25
6,15
6,01
5,83 (Buffer 2 final)
5,52
4,66
4,09
3,81 (Punto final 2)
3,64
3,51
3,41
3,33
3,09
2,74
2,17
Tabla 4. Rango buffer para los diferentes ácidos.
Reactivo
Tipo ácido
Ka1
pKa1
Buffer1
Ka2
pKa2
Buffer 2
Ka3
pKa3
Buffer 3
Ácido fosfórico
Debil
7.5E-3
2.125
1.125-3.125
6.2E-8
7.208
6.208-8.208
4.2E-13
12.38
11.38-13.38
Ácido sulfúrico
Fuerte
LARGO
-
-
1.2E-2
1.921
0.921-2.921
-
-
-
Tabla 5. Rango buffer para el fosfato de sodio.
Tipo de sal
Ka1
pKa1
Buffer1
Ka2
pKa2
Buffer 2
Ka3
pKa3
Buffer 3
Básica débil
1.3E-12
11.89
12.89-10.89
1.6E-7
6.796
5.796-7.796
2.1E-2
1.678
0.678-2.678
Tabla 6. Rango de viraje de los indicadores acido-base
Indicador
Naranja de metilo
Fenolftaleina
pKa
3,47
9,3
Rango de viraje (pH)
3,2 a 4,4
8,2 a 10,0
Color
Rojo a amarillo
Incoloro a rosado