Info Fcoqca 2 Ka

7/23/2019 Info Fcoqca 2 Ka

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Universidad Tecnológica Metropolitana.

Facultad de Ciencias naturales, Matemáticas y del Medio Ambiente.

Química ndustrial.

!aboratorio de Fisico"uímica .

“Preparación de soluciones para

determinación de Ka”

Integrantes: Andrés Asenjo Jennifer Gatica

Marisol Millán

Profesora:Erika Lang

Asignatura: Fisicoquíica II

Fec!a deentrega: "#$%&$"%'(



Introducción

En este tra)ajo se *erá ediante distintas soluciones +edidas de estas la conducti*idad de cada una ,-eterinarla constante de acide. del ácido acético a /artir de edidasde conducti*idad0 en diferentes /ro/orciones1 se sacarancálculos con los datos o)tenidos en el la)oratorios1reali.areos seg2n corres/onda grá3cos4 5e deterinar la

constante de equili)rio del 6Ac a /artir de la deterinaci7n dela le+ de igraci7n inde/endiente de los iones4

Objetivos

: -eterinar la constante de acide. del ácido acético a /artirde edidas de conducti*idad4

Fundamento teórico

La edida de una agnitud quíica de la i/ortancia de laconstante de disociaci7n de un ácido dé)il !a sido o)jeto deuc!os estudios + no es de e8tra9ar que e8istan nuerososétodos /ara tratar de o)tener una edida e8acta de dic!aagnitud4 Este resuen /retende ostrar un /rocediiento/ráctico )asado en edidas de conducti*idad de disolucionesdiluidas de electrolitos4 Para electrolitos dé)iles se o)ser*aque la conducti*idad olar1 1 de/ende fuerteente de laconcentraci7n del electrolito4 Este co/ortaiento se justi3caen térinos de la e8istencia de un equili)rio entre forasioni.ada + no ioni.ada del soluto4 En el caso del ácido acético1electrolito ti/o ':'1 se esta)lece el siguiente equili)rio:



en el que !eos si)oli.ado /or co la concentraci7n inicial deácido + /or ; el grado de disociaci7n4 La e8/resi7ncorres/ondiente de la constante de equili)rio1 <a1 de dic!adisociaci7n *endrá dada /or la ecuaci7n:



La *ariaci7n de la conducti*idad equi*alente de un electrolitofue caracteri.ada e8/erientalente /or <o!lrausc!1 a unate/eratura deterinada1 frente a la raí. cuadrada de laconcentraci7n1 +1 /ara algunos electrolitos1 las grá3caso)tenidas en el doinio de )ajas concentracionescorres/ondían con )astante /recisi7n a una línea recta4

La conducti*idad del electrolito a diluci7n in3nita se consideracoo resultado de las contri)uciones de las dos clases deiones indi*iduales que foran al electrolito4 -e esta fora1 seintroducen los conce/tos de conducti*idades i7nicasequi*alentes1 que /ara diluci7n in3nita /eriten esta)lecerque:

o = >o? ? >o@ ,Idealidad0

La le+ de <o!lrausc! sugiere a!ora1 que la conducti*idad adiluci7n in3nita de un electrolito de/ende de lascontri)uciones inde/endientes de los iones que lo conforan4La inde/endencia de éstas contri)uciones se /one deani3esto al co/arar electrolitos que tienen alg2n i7nco2n /ero la le+ de <o!lrausc! no suinistra1 + así de)edestacarse1 la fora de calcular las contri)uciones

indi*iduales de los diferentes iones1 solo /erite e*aluar*ariaciones ,B04La a/licaci7n /ráctica e inediata de la idea de unacontri)uci7n inde/endiente de los iones a diluci7n in3nita1 esel caino /ara deducir el *alor de la conducti*idad líite delos electrolitos dé)iles4 Por eje/lo1 /ara el ácido acético se/uede esta)lecer que:

o ,6Ac0 = o ,Ca Ac0 ? o ,6Dl0 @ o ,CaDl0

La conducti*idad equi*alente eq es una agnitud es/ecí3cade la sustancia4 Está de3nida coo el cociente entre laconducti*idad es/ecí3ca DA' + la concentraci7n equi*alente:



en donde c% es la concentraci7n olar de la sustancia diluida+ n el n2ero de cargas /ositi*as o negati*as4 En el caso deácido acético n = ':

6Ac ? 6" Ac ? 6?

-os /aráetros característicos descri)en el equili)rio: elgrado de disociaci7n ; + la constante de equili)rio dedisociaci7n ,constante del ácido0 < -iss4

; está definido coo

en donde c% es la concentraci7n inicial del ácido acético +HAc es la concentraci7n de los iones acetato en la soluci7n4< -iss es idéntica a la constante de acide. del ácido acético:

Al ree/la.ar

HAc = H6? = K c%

+H6Ac = ,' @ 0 K c%

en la ecuaci7n /ara < -iss se deduce la le+ de la raí. cuadradade stald4 Para los electrolitos de una sola *alencia:

-e aquí que /ara electrolitos dé)iles con < -iss /eque9a se

tenga un auento de ; en una concentraci7n c% quedisinu+e1 !asta o)tenerse ; = ' /ara una disoluci7n in3nita4Incluso los electrolitos dé)iles en una disoluci7n in3nita sedisocian co/letaente1 +a que la reco)inaci7n no se lle*aás a ca)o a causa de las distancias in3nitas cati7n@ani7n4

Para la conducti*idad líite1 es decir la conducti*idadequi*alente en el caso de una disoluci7n infinita %1 se cu/le



; = '4 -e)ido a que la conducti*idad equi*alente es/ro/orcional al /orcentaje de oléculas disociadas1 el gradode disociaci7n /uede ser deterinado ta)ién ediante

Para electrolitos fuertes es *álida la le+ de la raí. cuadradade <o!lrausc!:

-e esta e8/resi7n se /uede deterinar gráficaente %4 Paraelectrolitos dé)iles % de)e ser o)tenida /or un /rocediientoindirecto ediante la le+ de la igraci7n inde/endiente de

iones4 Esta le+ dice que iones cargados o/uestos en unadisoluci7n in3nita se ue*en inde/endienteente entre sí4Para enlaces uni*alentes esto es:

% = ? ?

>? + >N son las conducti*idades equi*alentes de los ti/os decationes + aniones indi*iduales en una soluci7n in3nita4 Dooéstas no /ueden ser edidas indi*idualente1 se fora lasua de las conducti*idades líites conocidas de electrolitosfuertes4 Así1 /ara el ácido acético se calcula la conducti*idad

equi*alente en una soluci7n in3nita de la siguiente anera:%,6Ac0 = %,6Dl0 ? %,CaAc0 @ %,CaDl0

= ,6?0 ? ,Dl0 ? ,Ca?0 ? ,Ac0 @ ,Ca?0 @ ,Dl0 = ,6?0 ?,Ac0

A/licando los *alores de la literatura se o)tiene%,6Ac0 = #%1& 5Oc"$ol4

Este *alor se utili.a en el eje/lo de ensa+o /ara calcular ;1el cual es requerido 3nalente /ara deterinar la constante

de disociaci7n < -iss seg2n la le+ de disociaci7n de stald4tra /osi)ilidad /ara deterinar la conducti*idad líite setiene al a/licar



en la le+ de disoluci7n de stald4 eali.ando latransforaci7n se o)tiene la ecuaci7n

5i se grafica '$eq en funci7n de eqOc%1 se o)tiene una rectacon la secci7n de corte al eje '$% + la /endiente '$,< -issO%04Para el ácido acético eqOc% = DA'4 -e)ido a que /eque9asi/recisiones en la edici7n se con*ierten en erroresgrandes1 este étodo es a/ro/iado s7lo /ara ediciones dealta /recisi7n4 Aquí se a/lica esta ecuaci7n /ara *eri3car la/recisi7n de la edici7n en rangos de concentracionesdé)iles4

Materiales y métodos

• Donductíetro1• *asos // (% L• Q atraces aforados de (% L• Rcido acético concentrado4• Rcido clor!ídrico concentrado4• Dloruro de sodio /4a4• Acetato de sodio /4a4

Procedimiento

• Don los reacti*os corres/ondientes1 /re/arar lassoluciones

6Ac %1%( M1 6Dl1 CaDl + CaAc %1%" M 6acer diluciones de cada soluci7n a S1 T 1 '$'& + '$&Q4

La soluci7n de 6Ac de)erá diluirse adeás a '$'"U1 1'$"(&1 + '$('" de su concentraci7n inicial4 Mida la

conducti*idad es/ecí3ca a "(V D

Preparación de soluciones para determinación de K a

5e de)i7 /re/arar las siguientes soluciones a estas



concentraciones:

Rcido acético %1%(M (%%LRcido clor!ídrico %1%"M (%%L

Dloruro de sodio %1%"M (%%LAcetato de 5odio %1%"M (%%L

Dálculos /ara la /re/araci7n de ácido acético:

6Ac: ##1#W de /ure.a1 X= '1%& g$l + PM: &%1(g$ol

#$$

%&.'&#.$( )

g mL g ml

=

/or lo tanto %4%#QQL

Molaridad=

%%.% ) ($.* )#+.*$'

$.$%&'&

g g mol M

l =

eali.aos D' 8 Y' = D" 8 Y"

#+.*$' # $.$* *$$ M xV M x mL=

Y'='4Q"U L

Dálculos /ara la /re/araci7n de 6Dl

ZW /$/1 X= '4'#g$L + PM= &4( g$ol

#$$,&.$'&

#.#% )

g mL

g ml =

/or lo tanto %4%UQ%QL

'+ ) '(.* )#-.$('

$.$,&$'&

g g mol M M

L

= =

*$$ $.$- - #-.$('mLx M v x M =

Y"=%4UL

Dálculos /ara la /re/araci7n de CaDl



PM=(U4QQ g$ol. g MxP M x L=

$.$- *,.&& ) $.* $.*,&& g Mx g mol x L g = =

Dálculo /ara la /re/araci7n de acetato de sodio

/eso olecular: U"4%Q g$ol. g MxP M x L=

$.$- ,-.$'& ) $.* $.,- g Mx g mol x L g = =

5e idi7 la conducti*idad de los co/uestos a distintasdiluciones S T '$'& + a '$&Q

Para 6Dl

6Dl S "(# [56Dl T 'Q [56Dl '$'& UQ [56Dl '$&Q #Q4Q [5

Para CaDl

CaDl S "#' [5CaDl T '(% [5



CaDl '$'& ''U4U [5CaDl '$&Q %4( [5

Para CaAc

CaAc '&'% [5CaAc Z#& [5CaAc "#"4 [5CaAc "%4&% [5

Para ácido Acético ,6Ac0

S &% [5T (%1# [5'$'& Q'1( [5'$&Q "%1U( [5

'$'"U 'Q1Q& [5'$"(& '%1ZU [5'$('" Z1% [5

Gra3caos conducti*idad *s diluciones de los co/uestos

Para ácido Dlor!ídrico



%4( %4"( &4"(E@" '4(&"(E@"%

(%%

'%%%

'(%%

"%%%

"(%%

%%%

diluciones vs conductividad

iconductividad

Para cloruro de 5odio



%4( %4"( &4"(E@" '4(&"(E@"%

(%%

'%%%

'(%%

"%%%

"(%%

%%%


conductividad

Para acetato de sodio ,CaAc0

%4( %4"( &4"(E@" '4(&"(E@"%

"%%

Q%%

&%%

U%%

'%%%

'"%%

'Q%%

'&%%

'U%%


conductividad



OLa Concentración: se e8/lic7 c7o se /re/ar71 luego aldiluirla se fue di*idiendo /or dos la concentraci7n inicial1luego la segunda ta)ién se di*idi7 en dos + así

sucesi*aente ,En térinos te7ricos01

OK (Kapa): 5e o)tu*o de la edici7n de la conducti*idades/ecí3ca de cada Doncentraci7n1 con un instruentoadecuado4

OLa a!" de la Concentración: Para la Gra3ca los datos que3guraran en el eje \ de cada 5ustancia ]uíica1 a laconcentraci7n se le a/lic7 la raí. cuadrada4

OConductividad #$uivalente (%)& 5erán los datos que3guran en el eje ^ de las grá3cas4 La Donducti*idadEqui*alente se o)tu*o con la siguiente forula

% ' 8 K

C

5iendo %: Donducti*idad Equi*alente4

C: Doncentraci7n

K : conductividad especifca

Este /rocediiento fue a/licado en cada 5ustancia1 + losresultados a este /rocediiento se encuentran _a)ulados4

Finalente /ara calcular la constate del ácido se de)e tener`

6ac + /ara o)tener este se de)en calcular todos los ` de lasotras soluciones usadas4

Este se o)tiene graficando *$s D'$" seg2n = ` @ ) ,D0'$"

Relación Y= Mx + b/endiente = `



Para el cloruro de sodio

Doncentraci7n,D 0

D S <

%4%' %4' "#' [5 "#'%%%%%%1%%( %4%Z%Z '(% [5 '#%#QZ&&4&"

%4%%'"( %4%(& ''U4U [5 QZ("%%%%%4%%%'"( %4%'Z&U %4( [5 "QQ%%%%%

Grá3co D S *s

%(%%%%%%%

'%%%%%%%%'(%%%%%%%"%%%%%%%%"(%%%%%%%%%%%%%%%

f,80 = @ &'(&ZQZ&4&&8 ? "&QQZU4' = %4(Z

*r+,ico C - vs %

Linear ,0%

_eniendo el *alor de la /endiente o)teneos que:`= @&8'%Z

Para acetato de sodio



Doncentraci7n,D 0

D S <

%4%' %4' '&'% [5 '&'%%%%%%%1%%( %4%Z%Z Z#& [5 '(#"%%%%%

%4%%'"( %4%(& "#"4 [5 ''&#"%%%%%4%%%'"( %4%'Z&U "%4&% [5 '&QU%%%%

%"%%%%%%%Q%%%%%%%&%%%%%%%U%%%%%%%

'%%%%%%%%'"%%%%%%%'Q%%%%%%%'&%%%%%%%'U%%%%%%%

f,80 = @ QZ(UQ%%%8 ? ""&%%%% = %4U"

*r+,ico C - vs %

conducti*idadequi*alente

Linear ,conducti*idadequi*alente0

`= @(8'%Z



Para el +cido clor.!drico

Doncentraci7n,D 0

D S <

%4%' %4' "(# [5 "(#%%%%%%1%%( %4%Z%Z 'Q [5 "U&&%%%%%

%4%%'"( %4%(& UQ [5 '(&%%%%%%4%%%'"( %4%'Z&U #Q4Q [5 Z(("%%%%

%(%%%%%%%

'%%%%%%%%'(%%%%%%%"%%%%%%%%"(%%%%%%%%%%%%%%%(%%%%%%%

f,80 = @ &UQQ%%%8 ? &QUQ%%%% = %4U"

*r+,ico C - vs %

Linear ,0%

`= @Z8'%Z



Para el +cido acético

Doncentraci7n,D 0

D S <

%1%"( %1'(U' &% [5 "Q%%%%%%1%'"( %1'''U%#U (%1# [5 Q%Z"%%%

%1%%'"( %1%((#%" Q'1( [5 '"U%%%%%1%%%ZU'"( %1%"Z#(%UQ# "%1U( [5 "&&UU%%%%1%%%#%&"( %1%'#Z&Q"( 'Q1Q& [5 ZQ%("%%

%1%%%'#('"( %1%'#Z(Q"Q '%1ZU [5 (('#&%%%1%%%%#Z&(&"

(%1%%#UU'#"Z

#(Z1% [5 Z'&U%%%%

%'%%%%%%%"%%%%%%%G%%%%%%%Q%%%%%%%(%%%%%%%&%%%%%%%Z%%%%%%%U%%%%%%%

f,80 = @ 'G"QQ""U4(Z8 ? UUG'"Q(Z4'Q

P = %4UQ

*r+,ico C - vs %

Linear ,0

/0is 1itle

`= @'8'%Z



Para deterinar ` 6Ac:

`6ac = `

6Dl ? `CaAc @ `

CaDl

` 6Ac: @Z8'%Z ? @(8'%Z N ,@&8'%Z0

` 6Ac: @&8'%Z

A!ora es /osi)le calcular <

K2'C %3 4 (%5 (%5 6 %))

<V = %4%"(,"Q%%%%%0"$ @&8'%Z,@&8'%Z@"Q%%%%%0

<b= 4UQ8'%@Q

7iscusiones Al estudiar el grá3co de CaDl + CaAc se o)ser*7 que en un/unto !a+ una des*iaci7n en la cur*a del grá3co de)ido a unal anejo del o/erador durante el /roceso e8/eriental1 o)ien1 de)ido a que el electrodo lee err7neaente alguno delos datos4

Para el ácido acético seg2n lo o)ser*ado en el gra3co se *eque la cur*a deuestra un )uen anejo e8/eriental1 +aque esta cur*a de los datos o)tenidos1 fue la es/erada seg2n

los datos te7ricos4

Para la grá3ca de un electrolito fuerte se es/era)a unco/ortaiento lineal las ra.ones que se /iensan en/riera instancia es el !ec!o de no !a)er ani/ulado ocali)rado la instruentaci7n correctaente /or /arte delo/erario



Co se o)tu*o el *alor te7rico de la constante de acide. de)idoa que no se tra)ajo a "(VD

Conclusiones

/ mayor concentración .ay una mayor conductividad

en un electrolito ,uerte de)ido a que esta disociado en un'%%W + ta)ién /orque !a+ ás interacciones entre los iones+ por esto decimos $ue la conductividad depende de la

concentración

#n un electrolito débil a medida $ue aumenta la

concentración disminuye la conductividad debido a $ueno se disocia completamente

A tra*és de los datos o)tenidos del grá3co /ara unelectrolito fuerte se o)ser*a /ara concentraciones )ajas unatendencia a un co/ortaiento lineal

La inforaci7n que se deduce del *alor de una constante deacide. es que corres/onde a su grado de acide. + a su grado

de disociaci7n1 /ara el caso nuestro de la constante de acide.del ácido acético se o)tu*o un *alor u+ /eque9o del orden a'%@Q + este signi3ca coo es un *alor tan /eque9o que elácido acético esta disociado /arcialente +$o su grado dedisociaci7n es u+ )ajo

La te/eratura es un factor que inu+e en el *alor de la

constante de acide.1 +a que altera el equili)rio quíico1 estose not7 en los resultados de la constante de acide.4

La cantidad de corriente $ue es conducida por un

electrolito est+ determinada por la concentración de la

solución8 si la concentración es menor la conductividad

de la solución aumenta +1 e8iste un /aráetro de



conducci7n in3nita que es cuando la concentraci7n de lasoluci7n es cero1 es decir1 toda la sustancia está in3nitaentedisociada en sus iones1 que son los encargados de conducir lacorriente eléctrica que se le a/lica

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