Instituto Politécnico NacionalUnidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería, Ciencias Sociales y Administrativas LABORATORIO DE QUIMICA INDUSTRIAL (EQUILIBRIO IONICO, 6) PROFESOR: Pérez Monroy Luis Alberto SECUENCIA: 2IM36 INTEGRANTES DE EQUIPO: Aguillón García Alan Cabrera Melchor Mónica Itzel García López Silvia Fernanda Godínez Castro Isamar FECHA: 23 de Noviembre del 2016 INDICE OBJETIVO………………… ………. INTRODUCCIÓN………… …… MARCO TEÓRICO……………. MATERIALES Y M.P…………… DESARROLLO EXP……………. TABLA DE DATOS EXP…….. 3 4 5 7 8 10 CÁLCULOS……………… …….. GRÁFICAS……………… ………. CUESTIONARIO………… ….. CONCLUSIONES……… ……. BIBLIOGRAFÍA………… …….. 11 12 14 16 17 . por medio de un procedimiento potenciómetro. Medimos el grado de acidez o basicidad de soluciones electrolíticas fuertes y débiles. Conocimos la aplicación del efecto de un ion común en una solución amortiguadora. 2. 3. Calculamos el grado de disociación de un electrolito débil y la constante de ionización a partir del pH obtenido experimentalmente.OBJETIVOS 1. las bases son sustancias que en solución acuosa producen iones hidróxido (OH-) La reacción entre un ácido y una base. fue el primero que propuso.de la base para formar moléculas de agua. Svante Arrhenius un químico sueco. . Así. que los ácidos eran sustancias que al ionizarse producían iones de hidrógeno (H+).INTRODUCCIÓN En esta práctica utilizamos ácido clorhídrico e hidróxido sodio sabiendo que los ácidos. el HCl al ionizarse da lugar a los iones de hidrógeno y a los iones de cloruro. En 1884. que se caracterizan porque al disolverse en agua se disocian en iones lo que permite que sean conductores de la electricidad. Esta reacción se simplifica indicando sólo la reacción iónica. Por otra parte según la misma teoría. las bases y las sales pertenecen a un grupo de sustancias llamadas electrolitos. es una neutralización. donde se combinan los iones H+ del ácido con los OH. dentro de una teoría que lleva su nombre. Es ese intercambio lo que les hace ser considerados bien ácidos. El sabor de las bases (muchas de ellas son toxicas) no es tan característico como en los ácidos. pH Tal como el "metro" es una unidad de medida de la longitud. Los ácidos reaccionan con las proteínas cambiándoles su aspecto físico (Ej. que contiene una proteína llamada albúmina. naranja) o algunos que contienen ácidos (yogur. pero se puede decir que son ligeramente amargas (jabón. esta última se empieza a solidificar y tomar un color blanquecino). bien bases. caracterizaron asilos ácidos y las bases: Ácido: Es la sustancia capaz de ceder protones.M. Así entre un ácido y una base dados hay una relación determinada por el intercambio de protones. y un "litro" es una unidad de medida de volumen de un líquido. caracterizado por la presencia de especies químicas en solución acuosa. pues presentan mayor variedad. conducen la corriente eléctrica en disolución acuosa. Algunas bases son tan fuertes o concentradas que pueden llegar a causar serias lesiones en la piel si el contacto es prolongado. dos científicos llamados Johannes N. el pH es una medida de la acidez o de la alcalinidad de una sustancia>. . Base: Es la sustancia capaz de recibir protones.MARCO TEÓRICO EL EQUILIBRIO IÓNICO Es un tipo especial de equilibrio químico. las cuales producen iones Las especies que producen en solución cargas son denominadas electrolitos . el cual significa "agrio". que se deriva del vocablo acidus. Una característica compartida es que son electrolíticos. Brönsted y T. Un electrolito es cualquier especie que permite la conducción de la corriente eléctrica. vinagre). bicarbonato de sodio). Características generales de ácidos y bases Característica que da a los ácidos es su olfato. Es el sistema ácido-base conjugado. Esta particularidad es evidente en algunas otras formas cítricas de frutas (limón. Se formula como una reacción de protólisis. las bases son resbalosas al tacto (mezcla agua y jabón). es decir.: Al agregar jugo de limón (ácido) a la clara de un huevo. de la siguiente manera: ÁCIDO <----> PROTÓN + BASE CONJUGADA. •ÁCIDOS Y BASES En 1923.Lowry. Por otro lado. lo cual nos indica el grado exacto de acidez. No es lo mismo decir “el agua está caliente” a decir “el agua está a 91 grados Celsius”. a saber.3. que su pH es 2. no es lo mismo decir que el jugo de limón es ácido. por ejemplo. la medición de la acidez y la alcalinidad es importante.Cuando. pero ¿cómo está relacionado el pH con estas medidas? Escala de pH . decimos que el agua está a 91° Celsius expresamos exactamente lo caliente que está. Necesitamos ser específicos. Por lo tanto. De igual modo. y corresponde al punto neutro. El número 7 representa el nivel medio de la escala. . En otras palabras. una muestra con un valor pH de 5 es diez veces más ácida que una muestra de pH 6.ph2 • La escala pH está dividida en 14 unidades. Asimismo. • La escala pH tiene una secuencia logarítmica. Los valores menores que 7 indican que la muestra es ácida. Los valores mayores que 7 indican que la muestra es básica. del 0 (la acidez máxima) a 14 ( nivel básico máximo). una muestra de pH 4 es cien veces más ácida que la de pH 6. lo que significa que la diferencia entre una unidad de pH y la siguiente corresponde a un cambio de potencia 10. Un medidor de pH tiene electrodos que producen una corriente eléctrica. seleccione un papel que dé la indicación en la escala aproximada del pH que vaya a medir. . los electrodos conectados al mismo generarán una corriente eléctrica cuando se sumergen en soluciones. Las soluciones muy coloreadas o turbias pueden enmascarar el indicador de color. que cambiará de color según el pH de la solución. El papel de tornasol es una tira de papel tratada que se vuelve color rosa cuando está sumergida en una solución ácida. Para medir el pH.Cómo se mide el pH Una manera simple de determinarse si un material es un ácido o una base es utilizar papel de tornasol. Si no conoce la escala aproximada. usando papeles que cubran varias escalas de sensibilidad al pH. tendrá que determinarla por ensayo y error. Para medir el pH. El método más exacto y comúnmente más usado para medir el pH es usando un medidor de pH (o pH metro) y un par de electrodos. Los papeles tornasol se venden con una gran variedad de escalas de pH. Los papeles tornasol no son adecuados para usarse con todas las soluciones. y azul cuando está sumergida en una solución alcalina. sumerja varios segundos en la solución el papel tornasol. ésta varía de acuerdo con la concentración de iones hidrógeno en la solución. Un medidor de pH es básicamente un voltímetro muy sensible. MATERIALES Y MATERIAS PRIMAS MATERIALES 2 Matraces aforados de 100 mL 2 Pipetas de 10 mL 2 Vasos de precipitados de 250 mL 2 Vasos de precipitados de 100 mL 2 Vidrios de reloj 1 probeta de 100 mL 1 espátula chica 1 balanza electrónica 1 potenciómetro MATERIAS PRIMAS HCl concentrado NaOH solido CH3COOH 0.1 M Agua destilada . 01M vaciar en un matraz aforado Marca CH3COOH .01M agitar vaciar 50 ml HCl 0.1M marcar NaOH . 01M medir . agregar agua destilada a un vaso marcar el vaso HCl 0. . 1M Mesclar 10 ml y 90 ml de agua dest.DESARROLLO EXPERIMENTAL calcular la cantidad de HCl calcular cantidad de NaOH pesar . Medir el ph de cada una de las soluciones.9ml de HCl agregar 90 ml de agua destilada completar el volumen vaciar en un vaso 30 ml de acido acetico agregar al vaso Mezclar 10 ml de soln restante vaciar en un vaso 50 ml de la soln marcar como NaOH .40 de NaOH y disolveer en agua. 01M 0.1M pH experiment al 1 2 13 12 3 0.1M 1 2 13 12 2.1M Cantidad de NaOH que se requiere para preparar 100mL de solución 0.875 Cantidad de HCl concentrado que se requieren para preparar 100mL de solución 0.01M 0.TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES Solución Concentrac ión pH teórico HCl HCl NaOH NaOH CH3COOH 0.41g .1M 0.9mL 0.1M 0. 1 mol l )( 40 molg ) ( 0.1 mol g 36.41 g 97 .365 g l mol )( ) W (¿¿ HCl T )(100) Pureza del acido W soluto real =¿ W soluto real = V HCL= ( 0.4 g W (¿¿ NaOH T )(100) Pureza del acido W NaOH real =¿ W soluto real = ( 0.5 ( 0.1 L )=0.84 mL ≈ 0.W soluto T =( M )( PM ) ( V soln ) ( W soluto T = 0.CÁLCULOS 1.01 g 36 1.1 L )=0.01 g =0.W NaOH T =( M ) ( PM ) ( V soln ) ( W NaOH T = 0.19 mL 2.4 g ) (100 ) =0.9 mL g 1.365 g )( 100 ) =1. 01M pH=−log (0.1)=1 Concentración 0..CUESTIONARIO 1.1M pOH=−log (0.01M pOH=−log (0.1)=1 pH=14−1=13 Concentración 0.01)=2 pH=14−2=12 .Calcule el pH que teóricamente espera obtener para cada una de las soluciones.01)=2 −¿ −¿++ OH ¿ NaOH ⟶ Na ¿ pOH=−logx pH=14− pOH Concentración 0. −¿ +¿+Cl ¿ HCl⟶ H ¿ pH=−logx Concentración 1M pH=−log (0. 8 x 10 (−5) −6 x−1.8 x 10(− 5 ) x=x 2 2 x +1.1M 13 13 0% NaOH 0.01M 2 2 0% NaOH 0.1M 2.3327 x 1 0 ) pH=2.8 x 10−5= ( x)(x ) 0.1-x x x [ H 3 O ][ CH 3 COO ] [ CH 3COOH ] Ka=1.875 2.3327 x 1 0 −3 pH=−log (1. se debe a que en la comparación del pH en la escala esta estaba en unidades .8 x 1 0−5 Entonces: 1.8 x 10 =0 −3 X =1. pH Concentrac Solución pH teórico experiment %Error ión al HCl 0.−¿ +¿+ C H 3 CO O¿ C H 3 COOH H 2 O H 3 O¿ ⇔ Compuesto CH3COOH H3O CH3COO Ka= [ ]o 0.01M 12 12 0% CH3COOH 0.875 3 4.1 - T/g -x X X [ ]* 0.1−x 1.8 x 10−6−1.35% La razón por la que hay diferencia entre el valor del pH en la sustancia CH 3COOH.8 x 10−5= x2 0.1−x 1.-Compare el resultado experimental con el dato teórico y explique una razón en caso de existir diferencia entre uno y otro.1M 1 1 0% HCl 0. 01 x 10−5 0.1 4.01 x 10 1. tampón o reguladora? Son mezclas o soluciones.1−Xexp Xexp=10− pHexp=1 0−3=0.Calcule el valor de la constante Ka experimental para el ácido acético 0.¿Cuál es el porcentaje de ionización del ácido acético 0?1M en el experimento? [ H 3 O] α= α= α= x 100 [] [ x] [] x 100 1.8 x 10 −1. 3..89 6.001 2 Ka ( ex ) = 0.001 5.3327 x 10−3 x 100=1.. las cuales resisten el cambio de pH cuando se adicionan pequeñas cantidades de ácido o bases fuertes.¿Qué es una solución buffet.1M a partir del valor obtenido de su pH 2 Ka ( ex ) = X 0.8 x 10−5 x 100=43.¿Cómo se prepara y para que se utiliza? Son preparadas a partir de un ácido débil o base débil y una sal (ácido o base conjugada) y esto de lleva acabo por el efecto del ion común .001 =1.3327 0.1−0..Calcule el porcentaje de diferencia entre el valor teórico y el obtenido experimentalmente para Ka |ka t−ka ex| E= x 100 ka t −5 E= −5 ¿1..enteras y también se debe a la cantidad de sustancia que agregamos pudo haber sido más o menos sustancia de lo acordado.. 7. .Calcule el pH para cada uno de los siguientes casos: a) Solución 0.2 - T/g -x x x [ ]* 0.7299 pH =11.6989 pH =14− pOH =14−0.5 x 1 0 =0 X =1.8621 x 1 0−3 pOH=−log(1.8621 x 1 0−3 ) pOH=2.75 x 1 0 x −3.7299 pH=14−2.6989 pH=13.2M de KOH −¿( ac) +¿(ac )+ O H ¿ KOH (ac )⟶ K ¿ pOH=−log[OH ]=−log [x ]=−log (0.301 b) Solución 0.2)=0.2−x 1.2701 .2M de NH4OH cuyo kb= 1.2-x x x [ N H 4 ] [ OH ] x2 = [ N H 4 OH ] 0.75 x 10−5= x2 0.2−x 2 −5 −6 X +1.75x10-5 N H 4 OH ⟷ N H 4+ OH Compuesto NH4OH NH4 OH kb= [ ]o 0.C H 3 COOH ⟷ C H 3 COO+ H C H 3 COONa ⟶C H 3 COO+ Na CH3COO es el ion común 8. 84 mol g ( 10 )=1803.5 M 1 V 1=M 2 V 2 V 1= Para la solución (2) Compuesto H2SO4 H SO4 M 2V 2 M1 [ ]o CA - T/g -x 2x x +¿¿ H pH=−log ¿ ¿ 10− pH +¿¿ H ¿ ¿ +¿¿ H ¿ ¿ +¿¿ H ¿ ¿ x=¿ Para la solución (1) M 1= W soluto C = PM soluto V soln PM ( C=( %w ) ( densidad )( 10 ) =( 98 ) 1.20 l mol ) [ ]* CA-x 2x X .9..84g/mL Pureza= 98% H2SO4 (2) V=2L pH=1.5? H 2 S O 4 ⟶ 2 H +(ac)+ S O4 H2SO4 (1) Densidad= 1.84g/mL se requiere para preparar 2L de solución con un pH=1.¿Que volumen de ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado de 98% de pureza y densidad 1. un producto inutilizable para el riego o evacuación sin previo aviso por ello es que se lleva a cabo un tratamiento de las aguas residuales ya que los procesos son muy contaminantes.1803..4 mol l mol )(2 l) l −3 =1. pues adicionan en esta agua metales pesados que los hacen inutilizables para el riego o evacuación sin un previo tratamiento.7185 mL mol 18. sulfatación en el jugo de caña.7185 x 10 =1. Para regular la salida se trabaja con todas las fases antes expuestas y la neutralización con ácidos y bases para que puedan ser desechados a los ríos sin que dañen al medio ambiente. por ello se lleva a cabo inspecciones y regulaciones del pH ya que este es de vital importancia en muchas de las aplicaciones industriales.4 l (0. En la industria minera los procesos son muy contaminantes debido a la continua adición de metales pesados. que hacen del agua. . Unas de sus aplicaciones se encuentran en diversos campos que van desde el tratamiento de la pureza del agua en las entradas a las calderas. tratamiento y neutralización de aguas residuales para su posterior utilización. regulación de acidez y control de activación de bacterias en la cerveza.¿Qué importancia tiene desde un punto de vista industrial el estudio del pH? Tiene mucha importancia para la industria ya que con ello se puede saber si eso que estas produciendo tiene alguna repercusión en el medio ambiente. la regulación de la velocidad de reacciones químicas. M 1= 98 g l g mol =18.01581 V 1= 10. regulación del pH en la fermentación del etanol. entre otros. Una vez más comprobamos lo que estudiamos en las clases de teoría. pero en las bases va hacer bajo. Hicimos cálculos para que los experimentos nos dieran los resultados correctos. además creo que este tema es muy importante porque en nuestra vida diaria consumimos muchas sustancias que son ácidos o bases puede ser comida o productos de limpieza.CONCLUSIONES Aguillón García Alan: En esta práctica podemos concluir que en las reacciones químicas hay ácidos y bases que a su vez estos tienen pH que van de la escala de 0 a 14. de lo contrario si la concentración es mayor en los ácidos su pH va hacer bajo y en las bases va hacer alto. Cabrera Melchor Mónica Itzel: En esta práctica estudiamos el equilibrio iónico de ciertas sustancias las cuales se pueden dividir en ácidos y bases. en donde debido a su pH podemos encontrar que tipo de sustancia es. es importante en el laboratorio usar los papeles indicadores pues con ellos sabremos si una sustancia es acida o base. si la concentración de la sustancia es pequeña su pH va hacer alto en los ácidos. etc. pero este depende a su vez de la concentración y la constante de la que se trate (ácido o base). . Al realizar los cálculos para los experimentos estos son correctos.idrc. BIBLIOGRAFÍA Manual de laboratorio.ca/aquatox/aquagifs/pHsp-99. en el pH podemos encontrar que tipo de sustancia es.com/sql/temas_interes/198. http://www. Godínez Castro Isamar: En esta práctica experimentamos el equilibrio iónico de sustancias las que unas son ácidos y otras son bases. QUIMICA INDUSTRIAL II.asp . en el laboratorio utilizamos los papeles indicadores que al ser sumergidos cambian los colores y se comparan con una tabla para saber experimentalmente su grado de acides o base.aguamarket.jpg http://www.