Laboratorio 4 de Fico.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FISICOQUMICA

CURVAS DE TITULACIN CIDO BASE

Una titulacin cido base es un procedimiento para determinar la cantidad de

cido (o base) de una dilucin determinando el volumen de base (o cido) de

concentracin conocida que reaccionar completamente con l. Una curva de

titulacin cido-base es el grfico del pH de una disolucin de cido (o base) en

funcin del volumen de base (o cido) agregado. Tales curvas se usan para tener

una perspectiva en el proceso de titulacin.

2. VALORACION ACIDO FUERTE- BASE FUERTE

Suponga que se agrega una disolucin de NaOH 0.1M desde una bureta a un

matraz que contiene inicialmente 25 ml de HCl 0.1M luego de cada adicin se

mide el pH de la solucin, obtenindose los valores dados en la siguiente tabla:

La ecuacin qumica que describe esta reaccin es la siguiente:

Graficando el perfil del pH en la valoracin:

0

2

4

6

8

10

12

14

0 10 20 30 40 50 60

pH

Volumen de NaOH

Volumen de NaOH agregado

pH

0 1.00

5 1.18

10 1.37

15 1.60

20 1.95

22 2.20

24 2.69

25 7.00

26 11.29

28 11.75

30 11.96

35 12.22

40 12.36

45 12.46

50 12.52

pH vs VOLUMEN DE NaOH


DETERMINACIN GRFICA DEL PUNTO DE EQUIVALENCIA

Para la determinacin grfica del punto de equivalencia utilizaremos el mtodo de

las rectas tangentes, que consiste en trazar rectas tangentes a la curva en la zona

de menor pendiente. Luego de un punto de la recta inferior se traza una

perpendicular a la recta superior, de forma anloga, tomamos un punto de la recta

superior y trazamos una perpendicular a la recta inferior. Si tomamos los puntos

medios de los dos segmentos trazados y los unimos mediante una recta, esta

recta cortar a la grfica en el punto de equivalencia.

COMENTARIO

De la curva de titulacin de disolucin de 25 ml de HCl 0.1M con NaOH 0.1M

podemos notar que el pH cambia lentamente al principio hasta que la cantidad

molar de base agregada sea casi igual a la del cido; es decir, hasta que la

titulacin est cerca del punto de equivalencia. En el punto de equivalencia el pH

de la disolucin es 7.0 ya que el NaCl, producto de la reaccin, es una sal neutra,

es decir, no se hidroliza. Sin embargo el pH cambia rpidamente cerca del punto

de equivalencia, de un pH de aproximadamente 3 a un pH aproximadamente 11.

La fenolftalena puede puede usarse como indicador porque cambia de incoloro a

rosa en el intervalo de pH de 8.2 -10. Aunque se cambio ocurre en el lado bsico,

0

2

4

6

8

10

12

14

0 10 20 30 40 50 60

pH

Volumen de NaOH

punto de equivalencia


pH

0 1.00

5 1.18

10 1.37

15 1.60

20 1.95

22 2.20

24 2.69

25 7.00

26 11.29

28 11.75

30 11.96

35 12.22

40 12.36

45 12.46

50 12.52

25 7.00



por la grfica podemos observar que solo basta una gota o fraccin de ella para

cambiar el pH varias unidades cuando la titulacin est cerca del punto de

equivalencia. El indicador verde de bromocresol, cuyo color cambia en el intervalo

de pH de 3.8 5.4 tambin funcionara. Como el cambio de pH es tan grande,

podran usarse muchos otros indicadores.

2. VALORACIN CIDO DBIL- BASE FUERTE

Suponga que se agrega una disolucin de NaOH 0.1 M desde una bureta a un

matraz que contiene inicialmente 25ml de cido actico (CH3COOOH) 0.1 M, luego

de cada adicin se mide el pH de la solucin, obtenindose los siguientes valores:



0

2

4

6

8

10

12

14

0 10 20 30 40 50 60

PH

de

NaO

H

Vol de NaOH(ml)


pH

0 2.87

5 4.14

10 4.57

15 4.92

20 5.35

22 5.61

24 6.12

25 8.72

26 10.29

28 11.75

30 11.96

35 12.22

40 12.36

45 12.46

50 12.52



Determinacin grfica del punto de equivalencia


las circunferencias tangentes, que consiste en trazar circunferencias tangentes a la

curva en la zona donde presenta concavidad, la circunferencia a trazar debe ser la

que encaje mejor en dicha concavidad, adems, ambas circunferencias deben

tener el mismo radio. Una vez que hemos trazado las circunferencias tomamos sus

centros y los unimos mediante una recta, esta recta cortar a la grfica en el punto

de equivalencia.

Determinacin prctica del pH en el punto de equivalencia

Para hacer este clculo nos apoyaremos en la teora de la hidrlisis. Segn la

ecuacin qumica que describe esta reaccin, un producto de la titulacin es el

acetato de sodio ( ), que es una sal proveniente de un cido dbil y de

una base fuerte, por lo tanto, su hidrlisis va a producir una solucin alcalina. Lo

que vamos a hacer es calcular la concentracin de los iones a partir de su

,(que es un valor conocido que est establecido en tablas), luego calcularemos

su y por diferencia hallaremos el final de la solucin.

0

2

4

6

8

10

12

14

0 10 20 30 40 50 60

PH

de

NaO

H

Vol de NaOH(ml)

Punto de equivalencia


pH

0 2.87

5 4.14

10 4.57

15 4.92

20 5.35

22 5.61

24 6.12

25 8.72

26 10.29

28 11.75

30 11.96

35 12.22

40 12.36

45 12.46

50 12.52

25 8.72



Con los datos de concentracin que nos dan y los clculos estequiomtricos

podemos determinar que el nmero de moles del acetato de sodio es 0.0025,

entonces planteamos:

De tablas obtenemos que

Como podemos observar el valor del pH calculado a partir del es muy cercano

al valor obtenido experimentalmente (datos de la tabla)

COMENTARIO

La curva de titulacin de un cido dbil con una base fuerte da una curva algo

diferente. La titulacin empieza con un pH ms alto que la titulacin del HCl

0.0025 ------ ------


porque el cido actico es dbil. Como antes, el pH cambia lentamente al principio

y despus con rapidez cerca del punto de equivalencia. El intervalo de pH en el

cual se ve que ocurre el cambio ms rpido es alrededor del pH 7 al pH 11. Se

puede notar que el intervalo de pH es ms corto que en el caso de la titulacin de

un cido fuerte con una base fuerte. Esto indica que la eleccin del indicador es

ms crtica. La fenolftalena va a funcionar ya que cambia de color en un intervalo

de 8.2 -10, sin embargo, el verde de bromocresol no funcionar porque cambia de

color en el intervalo 3.8 5.4, lo cual ocurre antes que la curva de titulacin se

eleve abruptamente.

Para este caso se puede observar que el punto de equivalencia para la curva de

titulacin del cido actico ocurre en el lado bsico, esto se debe a que en el punto

de equivalencia de la disolucin es la sal, el acetato de sodio, quien se hidroliza y

genera una disolucin bsica. La eleccin ptima del indicador sera uno que

cambie de color en un intervalo que incluya el pH del punto de equivalencia.

2. VALORACIN CIDO FUERTE- BASE DBIL

Suponga que se agrega una disolucin de HCl 0.1M desde una bureta a un matraz

que contiene inicialmente 25 ml de NH3 0.1M, luego de cada adicin se mide el pH

de la solucin, obtenindose los siguientes valores:




DETERMINACIN GRFICA DEL PUNTO DE EQUIVALENCIA


las circunferencias tangentes, que consiste en trazar circunferencias tangentes a la

curva en la zona donde presenta concavidad, la circunferencia a trazar debe ser la

que encaje mejor en dicha concavidad, adems, ambas circunferencias deben

tener el mismo radio. La diferencia con el mtodo anterior ser que esta vez

vamos a trazar una tangente interior a ambas circunferencias, dicha tangente

cortar a la grfica en el punto de equivalencia.

0

2

4

6

8

10

12

0 10 20 30 40 50 60

pH

volumen de HCl


pH

0 11.13

5 9.86

10 9.44

15 9.08

20 8.66

22 8.39

24 7.88

25 5.28

26 2.70

28 2.22

30 2.00

35 1.70

40 1.52

45 1.40

50 1.30

pH vs VOLUMEN DE HCl


Determinacin prctica del pH en el punto de equivalencia

Para hacer este clculo nos apoyaremos en la teora de la hidrlisis. Segn la

ecuacin qumica que describe esta reaccin, un producto de la titulacin es el

acetato de sodio ( ), que es una sal proveniente de un cido fuerte y de

una base dbil, por lo tanto, su hidrlisis va a producir una solucin cida. Lo que

vamos a hacer es calcular la concentracin de los iones a partir de su

,(que es un valor conocido que est establecido en tablas) y finalmente

calcularemos el final de la solucin.

Con los datos de concentracin que nos dan y los clculos estequiomtricos

podemos determinar que el nmero de moles del acetato de sodio es 0.0025,

entonces planteamos:

0

2

4

6

8

10

12

0 10 20 30 40 50 60

pH

volumen de HCl


pH

0 11.13

5 9.86

10 9.44

15 9.08

20 8.66

22 8.39

24 7.88

25 5.28

26 2.70

28 2.22

30 2.00

35 1.70

40 1.52

45 1.40

50 1.30

Punto de

equivalencia

25 5.28

0.0025 ------ ------

pH vs VOLUMEN DE HCl


De tablas obtenemos que

Como podemos observar el valor del pH calculado a partir del es muy cercano

al valor obtenido experimentalmente (datos de la tabla)

COMENTARIO

Cuando se titula una base dbil con un cido fuerte se obtiene una curva de

titulacin similar a la obtenida cuando un cido dbil titula a una base fuerte. En

este caso el pH disminuye lentamente al principio, despus cae abruptamente de

un pH cercano a 7 a un pH de 3.

Para este caso se puede observar que el punto de equivalencia para la curva de

titulacin del amoniaco ocurre en el lado cido, esto se debe a que en el punto de

equivalencia de la disolucin es la sal, el cloruro de amonio, quien se hidroliza y

genera una disolucin cida. El rojo de metilo, que cambia de color amarillo en pH

6 a rojo en el pH 4.8, es un pasible indicador para esta titulacin. En este caso la

fenolftalena no podra usarse para hallar el punto de equivalencia.


CUESTIONARIO

1.- Investigar sobre indicadores

Un indicador es una sustancia que siendo cidos o bases dbiles al aadirse a una

muestra sobre la que se desea realizar el anlisis, se produce un cambio qumico

que es apreciable, generalmente, un cambio de color; esto ocurre porque estas

sustancias sin ionizar tienen un color distinto que al ionizarse.

Indicadores: son colorantes cuyo color cambia segn estn en contacto con un

cido o con una base. La variacin de color se denomina viraje, para esto el

indicador debe cambiar su estructura qumica al perder o aceptar un protn.

Este cambio en el indicador se produce debido a que durante el anlisis se lleva a

cabo un cambio en las condiciones de la muestra e indica el punto final de la

valoracin. El funcionamiento y la razn de este cambio varan mucho segn el

tipo de valoracin y el indicador. El indicador ms usado es el Indicador de pH que

detecta el cambio del pH. Por ejemplo, la fenolftalena y el azul de metileno.

Los indicadores qumicos de esterilizacin estn regulados por la norma ISO

11140, la cual los clasifica con nmeros del 1 al 6. El nmero de la clase de un

indicador qumico est relacionado con la precisin y el uso especfico.

Clase 1: indicador de proceso. Indica que el material ha pasado o no por el

proceso de esterilizacin.

Clase 2: reservado para ensayos especiales, por ejemplo de equipamiento como el

Test de Bowie Dick.

Clase 3: indica cumplimiento o no de un solo parmetro.

Clase 4: indica cumplimiento o no de dos o ms parmetros.

Clase 5: sigue la curva de muerte o no de las esporas biolgicas con cierto grado

de precisin.

Clase 6; indica con alta precisin el cumplimiento de todos los parmetros

vinculados a procesos de esterilizacin especficos, aunque los valores

establecidos para parmetros no garanticen la seguridad del proceso.

2.- Diferencia entre punto final y punto de equivalencia

En una titulacin, el punto de equivalencia es el punto al que se ha llegado cuando

se ha agregado la cantidad exacta de titulante para que haya reaccin. Este punto

no es observable. Mientras que: El punto final es aquel que si es observable

mediante los indicadores qumicos y se da cuando se ha adicionado un pequeo

exceso de titulante.

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