Labo-8-cuanti

8/18/2019 Labo-8-cuanti

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y TEXTIL

Área Académica de Ingeniería Química

INFORME N°8

ACIDEZ Y COMPLEJOS

Realizado o!"

Espinoza Meza, Liio

Mi!!a "a!azar, #ic$or

P!o#e$o!%a& !e$o'$a(le de la !)*+i*a"

Ing% &arin '(ucar )ua

Pe!iodo A*ad,-i*o" *+-. *

Fe*.a de !ealiza*i/' de !)*+i*a" */ 0 + 0 *+-

Fe*.a de !e$e'+a*i/' del i'#o!-e" +1 0 0 *+-

Li-a 0 Pe!1

INDICEa& O2JETIVOS................................................................................................... 3


2/17

(& FUNDAMENTO TE3RICO................................................................................3

*& PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL..................................................................5

d& DATOS Y GRAFICOS......................................................................................5

e& ANALISIS4 CALCULOS Y RESULTADOS.........................................................12

#& O2SERVACIONES........................................................................................135& CONCLUSIONES..........................................................................................14

.& APLICACIONES DEL EDTA...........................................................................14

i& REFERENCIA 2I2LIOGRAFICA.....................................................................15

a& O2JETIVOS

Es$udiar !a 2ormaci3n de !os comp!e4os sore e! compor$amien$o (cido.asede! E56A%

Es$udiar !a u$i!idad de! E56A en e! an(!isis po$enciomé$rico para an(!isis7uímico cuan$i$a$io%

FIQT - UNI 2

http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_5/HYPERLINK%23_Toc402719056http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_5/HYPERLINK%23_Toc402719056http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_5/HYPERLINK%23_Toc402719057http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_5/HYPERLINK%23_Toc402719057http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_5/HYPERLINK%23_Toc402719057http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_5/HYPERLINK%23_Toc402719056


3/17

)a!cu!ar !a cons$an$e de! comp!e4o por e! mé$odo po$enciomé$rico% Ana!izar !as gr(2icas #o!umen s 'o$encia! en !a segunda deriada, para

9a!!ar e! pun$o e7uia!en$e%

(& FUNDAMENTO TE3RICO

La reacci3n de disociaci3n es, donde se $iene e! siguien$e (cido déi! :A

−¿+¿+ A¿

HA ↔ H ¿

Asimismo para e! (cido an$erior se de2ine !a cons$an$e de disociaci3n como;

+¿ H

¿

¿

−¿ A

¿

¿¿

K A=¿

6omando !ogari$mo a cada !ado de !a ecuaci3n < ordenando se $iene;

−¿ A

¿

¿¿

+¿=−log K a+ log ¿−log H ¿

−¿ A

¿

¿¿

pH = p K a+log ¿

5onde se osera 7ue cuan$o m(s pe7ue=o es e! a!or de !a cons$an$e dedisociaci3n, e! (cido se disocia menos%

"e puede 2aorecer o impedir !a disociaci3n de! (cido cuando se ac$>a sore unode !os $érminos de !a ecuaci3n de !a cons$an$e de e7ui!irio es así 7ue cuando !a re!aci3n−¿ A

¿

¿¿¿

disminu


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(cidas aparen$es de! (cido déi!% "in emargo !a impor$ancia de es$e e2ec$o depende de

!a cons$an$e de e7ui!irio de !a reacci3n en$re !a ase ?−¿ A

¿ @ < e! agen$e comp!e4an$e%

)on e! emp!eo de di2eren$es agen$es comp!e4an$es es posi!e 9acer ariar

progresiamen$e !as propiedades (cidas de! (cido%

En !a siguien$e pr(c$ica se u$i!izar( e! E56A ?2−¿

H 2

Y ¿ @, e! cua! se 9ar( reaccionar

con NaO: en presencia de eceso de iones ca!cio% E! NaO: se es$andarizar( con unpa$r3n primario !!amado 2$a!a$o (cido de po$asio ?)8:B+-&@%Las reacciones 7ue se producen son !as siguien$es;

Es$andarizaci3n

5isociaci3n de! E56A;2−¿⇄ H

2Y

¿ −¿ H

3Y

¿ C+¿ H

¿ &1

:D1. ⇄ D-. C :C &-

Reacci3n comp!eciomé$rica;

2−¿ H

2Y

¿ C )a *C C *O:. )aD*. C *:*O

"i a una diso!uci3n de sa! c(!cica se a=ade un eceso de E56A, $iene !ugar !a reacci3n;

+¿2−¿+2 H ¿

2−¿⇄CaY ¿

2+¿+ H 2Y

¿

Ca¿

Los iones :C así !ierados reaccionan con !as ases preceden$es;

−¿ pK =3.1+¿⇄ HCa Y ¿

2−¿+ H ¿

CaY ¿

FIQT - UNI 4


5/17

−¿ pK 3=2.7

+¿⇄ H 3

Y ¿

2−¿+ H ¿

H 2 Y ¿

#a!orando es$a so!uci3n con 9idr3ido de sodio, an$es de! primer pun$o e7uia!en$e

e! p: es$ar( dado por e! par

2−¿−¿/ H

2Y

¿

H 3

Y ¿

, pues p&1p&, < reaccionara primero con !a

ase 2uer$e%

E! p: de! primer pun$o e7uia!en$e es$ar( dado aproimadamen$e por

?p&Cp&1@0*G*%H ?considerando un eceso de! B+ de E56A

−¿ H

3Y

¿

¿2

−¿ H 2

Y ¿

¿

@

"e $iene $amién;2−¿ pK

2=6.2

+¿⇄ H 2Y

¿

−¿+ H ¿

H 3Y ¿

Luego de! primer pun$o e7uia!en$e, e! p: es$( dado por e! par2−¿−¿/CaY ¿

HCaY ¿

, pues p&

p&*%

E! segundo pun$o e7uia!en$e, sería aproimadamen$e ?p&Cp&*@0*G-%J%

Luego de! segundo pun$o e7uia!en$e, e! p: es$( dado por e! par

3−¿2−¿/ H Y ¿

H 2Y ¿ ,

por e!!o e! p: de! pun$o e7uia!en$e 9a!!ado eperimen$a!men$e !íneas m(s arriap:G8%+8, es aproimadamen$e igua! a! p: o$enido en !a $i$u!aci3n de !a sa! Na*:*D conNaO: p:G8%+-%

3−¿+ H 2O

2−¿+ NaOH→HY ¿

H 2Y

¿

FIQT - UNI 5


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*& PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

67 ESTANDARIZACION DEL TITULANTE NaO8

'esar +%1- g de 2$a!a$o (cido de po$asio < diso!er en B+ m! de agua des$i!ada% Agregar dos go$as de indicador 2eno!2$a!eína < con a


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masadeC 8 H 5 K O4

PM (C 8 H 5 KO4) /Ɵ=[ NaOH ] x (V gastado)

[ NaOH ]= (0.34

) x (1

)(204.22 ) x (17 x 10−3)=0.097 N

*% 6i$u!aci3n po$enciomé$rica

Mues$ra ?+m! de Na2 H 2Y @

V $H %V %$H %$H"%V %&%$H"%V' %2$H"%V2

0 5.52 0 0 0 0 01 5.(# 1 0.34 0.34 0 0

2 #.05 1 0.1) 0.1) -0.15 -1.15

2.5 #.1( 0.5 0.13 0.2# 0.07 -1.0(

3 #.2# 0.5 0.0( 0.1# -0.1 -1.1(

3.5 #.3) 0.5 0.13 0.2# 0.1 -1.0(

4 #.44 0.5 0.05 0.1 -0.1# -1.24

4.5 #.54 0.5 0.1 0.2 0.1 -1.14

5 #.# 0.5 0.0# 0.12 -0.0( -1.22

5.5 #.## 0.5 0.0# 0.12 1.77#4*-

15

-1.22

# #.75 0.5 0.0) 0.1( 0.0# -1.1##.5 #.(5 0.5 0.1 0.2 0.02 -1.14

7 #.)4 0.5 0.0) 0.1( -0.02 -1.1#

7.2 #.)7 0.2 0.03 0.15 -0.03 -1.1)

7.4 7.01 0.2 0.04 0.2 0.05 -1.14

7.# 7.0# 0.2 0.05 0.25 0.05 -1.0)

7.( 7.12 0.2 0.0# 0.3 0.05 -1.04

( 7.17 0.2 0.05 0.25 -0.05 -1.0)

(.2 7.24 0.2 0.07 0.35 0.1 -0.))

(.5 7.2( 0.3 0.04 0.133333

33

-

0.21####

#7

-

1.20####

#7) 7.3) 0.5 0.11 0.22 0.0(####

#7

-1.12

).5 7.77 0.5 0.3( 0.7# 0.54 -0.5(

10 (.25 0.5 0.4( 0.)# 0.2 -0.3(

10.5 (.#3 0.5 0.3( 0.7# -0.2 -0.5(

11 ).02 0.5 0.3) 0.7( 0.02 -0.5#

FIQT - UNI 7


8/17

11.5 ).3 0.5 0.2( 0.5# -0.22 -0.7(

11.7 ).3# 0.2 0.0# 0.3 -0.2# -1.04

11.) ).43 0.2 0.07 0.35 0.05 -0.))

12.1 ).47 0.2 0.04 0.2 -0.15 -1.14

12.# ).# 0.5 0.13 0.2# 0.0# -1.0(

13 ).## 0.4 0.0# 0.15 -0.11 -1.1)13.5 ).72 0.5 0.0# 0.12 -0.03 -1.22

14 ).( 0.5 0.0( 0.1# 0.04 -1.1(

14.5 ).(( 0.5 0.0( 0.1# 0 -1.1(

15 ).)5 0.5 0.07 0.14 -0.02 -1.2

15.5 ).)( 0.5 0.03 0.0# -0.0( -1.2(

ra2ica p: s #o!umen de !a mues$ra ;

0 2 4 # ( 10 12 14 1# 1(

0

2

4

#

(

10

12

volumen mL

pH

ra2ica de !a ra deriada de !a mues$ra ;

FIQT - UNI (


9/17

0 2 4 # ( 10 12 14 1# 1(

0

0.2

0.4

0.#

0.(

1

1.2

volumen

ΔpH/ΔV

ra2ica de !a *da deriada de !a mues$ra ;

0 2 4 # ( 10 12 14 1# 1(

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

volumen mL

Δ2pH/ΔV2

Oseramos de !a gr(2ica de !a segunda deriada 7ue; V+o e:;i< = >7?-L

Mues$ra * ?+m! de Na2 H 2Y C m! de )a)!*@

V $H %V %$H %$H"%V %&%$H"%V' %2$H"%V2

0 4.12 0 0 0 0 0

1 4.1( 1 0.0# 0.0# 0 0

2 4.2( 1 0.1 0.1 0.04 0.04

FIQT - UNI )


10/17

3 4.37 1 0.0) 0.0) -0.01 -0.01

4 4.5( 1 0.21 0.21 0.12 0.12

5 4.7# 1 0.1( 0.1( -0.03 -0.03

# 5.47 1 0.71 0.71 0.53 0.53

7 5.( 1 0.33 0.33 -0.3( -0.3(

( #.0# 1 0.2# 0.2# -0.07 -0.07) #.34 1 0.2( 0.2( 0.02 0.02

).5 #.4( 0.5 0.14 0.2( (.((1(*-

1#

1.77#4*-

1510 #.5) 0.5 0.11 0.22 -0.0# -0.12

10.5 #.#( 0.5 0.0) 0.1( -0.04 -0.0(

11 #.(3 0.5 0.15 0.3 0.12 0.24

11.5 #.)( 0.5 0.15 0.3 0 0

12 7.0( 0.5 0.1 0.2 -0.1 -0.2

12.5 7.2( 0.5 0.2 0.4 0.2 0.4

13 7.44 0.5 0.1# 0.32 -0.0( -0.1#13.5 7.# 0.5 0.1# 0.32 -

1.77#4*-

15

-

3.5527*-

1514 7.() 0.5 0.2) 0.5( 0.2# 0.52

14.5 (.# 0.5 0.71 1.42 0.(4 1.#(

15 ).3 0.5 0.7 1.4 -0.02 -0.04

15.5 ).5 0.5 0.2 0.4 -1 -2

1# ).#1 0.5 0.11 0.22 -0.1( -0.3#

1#.5 ).77 0.5 0.1# 0.32 0.1 0.2

17 ).( 0.5 0.03 0.0# -0.2# -0.52

1( ).)3 1 0.13 0.13 0.07 0.07

ra2ica p: s #o!umen de !a mues$ra *;

FIQT - UNI 10


11/17

0 2 4 # ( 10 12 14 1# 1( 200

2

4

#

(

10

12

pH vs Volumen (mL)

ra2ica de !a ra deriada de !a mues$ra *;

0 2 4 # ( 10 12 14 1# 1( 200

0.1

0.2

0.30.4

0.5

0.#

0.7

0.(

0.)

1

Δ(ΔpH/ΔV) vs volumen (mL)

ra2ica de !a *da deriada de !a mues$ra *;

FIQT - UNI 11


12/17

0 2 4 # ( 10 12 14 1# 1( 20

-0.(

-0.#

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.#

0.(

Δ2pH/ΔV2 vs volumen (mL)

Oseramos de !a gr(2ica de !a segunda deriada 7ue; V+o e:;i< 6 = 6@7? -lOseramos de !a gr(2ica de !a segunda deriada 7ue; V+o e:;i< 9 = 67? -l

Mues$ra 1 ?+m! de Na2 H 2Y C + m! de )a)!*@

V $H %V %$H %$H"%V %&%$H"%V' %2$H"%V2

0 5.15 0 0 0 0 0

1 5.5 1 0.35 0.35 0 0

2 5.(4 1 0.34 0.34 -0.01 -0.01

3 #.0# 1 0.22 0.22 -0.12 -0.124 #.25 1 0.1) 0.1) -0.03 -0.03

5 #.3) 1 0.14 0.14 -0.05 -0.05

# #.57 1 0.1( 0.1( 0.04 0.04

7 #.72 1 0.15 0.15 -0.03 -0.03

( #.(( 1 0.1# 0.1# 0.01 0.01

(.5 #.)7 0.5 0.0) 0.1( 0.02 0.04

) 7.04 0.5 0.07 0.14 -0.04 -0.0(

).5 7.2 0.5 0.1# 0.32 0.1( 0.3#

10 7.2) 0.5 0.0) 0.1( -0.14 -0.2(

10.5 7.43 0.5 0.14 0.2( 0.1 0.2

11 7.#( 0.5 0.25 0.5 0.22 0.44

11.5 (.1 0.5 0.42 0.(4 0.34 0.#(

12 (.57 0.5 0.47 0.)4 0.1 0.2

12.5 ).01 0.5 0.44 0.(( -0.0# -0.12

13 ).2( 0.5 0.27 0.54 -0.34 -0.#(

13.5 ).44 0.5 0.1# 0.32 -0.22 -0.44

FIQT - UNI 12


13/17

14 ).5# 0.5 0.12 0.24 -0.0( -0.1#

15 ).#5 1 0.0) 0.0) -0.15 -0.15

1# ).(5 1 0.2 0.2 0.11 0.11

17 10 1 0.15 0.15 -0.05 -0.05

1) 10.2( 2 0.2( 0.14 -0.01 -0.005

ra2ica p: s #o!umen de !a mues$ra 1;

0 2 4 # ( 10 12 14 1# 1( 200

2

4

#

(

10

12

pH vs Volumen (mL)

ra2ica de !a ra deriada de !a mues$ra 1;

0 2 4 # ( 10 12 14 1# 1( 200

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.#

0.7

0.(

0.)

1

Δ(ΔpH/ΔV) vs volumen (mL)

FIQT - UNI 13


14/17

0 2 4 # ( 10 12 14 1# 1( 20

-0.(

-0.#

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.#

0.(

Δ2pH/ΔV2 vs volumen (mL)

ra2i

ca de !a *da deriada de !a mues$ra 1;

Oseramos de !a gr(2ica de !a segunda deriada 7ue; V+o e:;i< = 667? -l

e& ANALISIS4 CALCULOS Y RESULTADOS

Pa!a la -;e$+!a 6"

"iendo !as reacciones 7ue se dieron !as siguien$es;

Na2 H 2Y + NaOH → Na3 HY + H 2O … …(reaccion prevalescente)

Na3 HY + NaOH → Na

4Y + H

2O

Así;

E7uia!en$e ? Na2 H 2Y @ G E7uia!en$e NaO:

[ Na2 H 2Y ] x V muestra=[ NaOH ] x (V gastado1)

[ Na2 H 2Y

]=

(0.097 ) x (9.5)

10

=0.085 N

[ Na2 H 2Y ]=0.9215 N

10=0.092 M

Pa!a la -;e$+!a 9"

FIQT - UNI 14


15/17

"iendo !as reacciones 7ue se dieron !as siguien$e;2+¿+2 NaOH → Na

2CaY +2 H

2O

Reaccionesue prevalescen { Na2 H 2 Y +C a¿ Na

2 H

2Y + NaOH → Na

3 HY + H

2O

Na3

HY + NaOH → Na4

Y + H 2

O

Así;

En$onces, para e! primer pun$o e7uia!en$e;

2+¿Ca

¿

¿¿

2+¿

Ca¿

¿¿

2+¿Ca

¿

¿¿

'ara e! segundo pun$o e7uia!en$e;

[ Na

2 H

2Y

] x V

muestra=[ NaOH ] x

(V

gastado1

)+[ NaOH ] x

(V

gastado2−V

gastado1

)

[ Na2 H 2Y ]=[ NaOH ] x ( V 1V M xƟ 1 )+[ NaOH ] x ( V

2−V

1

V M xƟ 2)

[ Na2 H 2Y ]=(0.097) x ( 14.510 x 1 )+(0.097) x (16.5−14.510 x2 )

[ Na2 H 2Y ]=0.15 N

Pa!a la -;e$+!a B"

"iendo !a reacci3n 7ue se dio;

2+¿+2 NaOH → Na2

CaY +2 H 2

O

Na2 H

2Y +C a¿

FIQT - UNI 15


16/17

Notamos +ue no se $uede detem,na la a2/ entones

[ Na2 H 2Y ] x V muestra=[ NaOH ] x (V gastado1)

[ Na2 H 2Y ]=(0.097 ) x (11.5)

10 x2 =0.056 N

#& O2SERVACIONES

• En !a es$andarizaci3n de! 9idr3ido de sodio se emp!e3 como so!uci3n mues$ra e!

#+ala+o a*ido de o+a$io, deido a su gran es$ai!idad en so!uci3n acuosa%• E! indicador emp!eado $an$o en !a es$andarizaci3n de! NaO: como en !a $i$u!aci3n

de! E56A con NaO: 2ue !a 2eno!2$a!eína 7ue $iene un rango de ira4e en$re 8,*

*,+%• A! a=adir !a 2eno!2$a!eína !a so!uci3n permanece inco!ora < a! $i$u!ar con e! NaO: !a

so!uci3n 7ueda 2ina!men$e de co!or ro4o grose!!a ?medio (sico@%• 'ara !a ca!iraci3n de! po$enci3me$ro se u$i!izaron so!uciones $ampones de p:G- <

p:G/%

5& CONCLUSIONES

• E! E56A, es una sus$ancia u$i!izada como agen$e

7ue!an$e 7ue puede crear comp!e4os con un me$a! 7ue$enga una es$ruc$ura de coordinaci3noc$aédrica% )oordina a me$a!es pesados de 2ormareersi!e por cua$ro posiciones ace$a$o < dos amino, !o 7ue!o conier$e en un !igando 9eaden$ado, < e! m(simpor$an$e de !os !igandos 7ue!a$os%

• EL mé$odo po$enciomé$rica nos proporciona in2ormaci3n

sore !os pun$os de e7ui!irio para poder iden$i2icar !aconcen$raci3n de! E56A, es$a concen$raci3n es impor$an$edeido a su ap!icaci3n


17/17

.& APLICACIONES DEL EDTA

EL E56A es mu< u$i!izado para 7ue!aci3n de! p!omo en !a in$oicaci3n por es$e me$a!%Regu!armen$e se u$i!iza en !a 2orma de )aNa*E56A por7ue e! E56A s3dico, cuando se

u$i!iza so!o, puede causar $e$ania por 9ipoca!cemia%1

En Odon$o!ogía, e! E56A se u$i!iza como ensanc9ador 7uímico en Endodoncia,

amp!iamen$e di2undido en$re !as so!uciones u$i!izadas con ma

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