UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAQUIMICA I

NEUTRALIZACIN DE CIDOS Y BASES: TCNICAS DE TITULACIN

Experiencia N 1: Preparacin de una solucin Estndar de NaOH

I) OBJETIVOS

Preparar una solucin de hidrxido de sodio 0.1 molar a travs de la dilucin. Conocer la concentracin del cido clorhdrico mediante la neutralizacin con el hidrxido de sodio preparado. Conocer el principal objetivo de las titulaciones

II) MATERIALES

Probetas de 100ml Vaso de 500 ml Botella con tapa 2 Buretas 1 erlenmeyer 10 Tubos de prueba

III) REACTIVOS

Solucin Stock de NaOH Solucin estndar de HCl Fenoltaleina

IV)FUNDAMENTO TEORICO

DESCRIPCION DEL EXPERIMENTO: Lavamos los materiales Enjuagamos con 2ml. de NaOH Despus enjuagamos el erlenmeyer con la misma cantidad Echamos 20ml de HCl en erlenmeyer despus agregamos 3 gotas de fenolftalenas Adicionamos NaOH hasta que la solucin se torne rojo grosella.

REACCIONES QUIMICAS: (ACIDO - BASE) Los cidos como sustancias que se ionizan en el agua para formar iones H y las bases como sustancias que se ionizan en agua para formar iones OH. Son una reaccin de neutralizacin.VAPORIZACIN

Es el proceso en el cual un lquido se transforma en un gas, esto sucede cuando las molculas de un lquido tienen suficiente energa para escapar de la superficie.

VALORACIN CIDO - BASEEn una valoracin una disolucin de concentracin exactamente conocida, denominada disolucin patrn, se agrega en forma gradual a otra disolucin de concentracin desconocida hasta que la reaccin qumica entre las dos disoluciones se complete. Si se conoce el volumen de la disolucin patrn y de la disolucin desconocida, adems de conocer la concentracin de la disolucin patrn, se puede calcular la concentracin de la disolucin desconocida.

VI)REACCIONES

HCl + NaOH NaCl + H2O

VII)CALCULOS

Muestra de NaOH a 0.1N Para tener la solucin estndar, tenemos que corroborar, por medio de la titulacin

1 VNaOH = 4,2ml

2 VNaOH=4,1ml

3VNaOH=4,0ml

promVNaOH= 4,1mlNEqNaOH=NEqHCl

N NaOH*V NaOH= N HCl*V HCl

N NaOH = N HCl*V HCl V NaOH

N NaOH = 0.1*20ml

4,1mlN NaOH = 0.0487

VII) RECOMENDACIONES

Lavar muy bien la bureta ya que este podra tener residuos de compuestos cidos provocando una distorsin del experimento. Una solucin de hidrxido de sodio entre los 0.5-0.05M es irritante para la piel y por ello debemos tener cuidado al trabajar con este.

VIII)APLICACIONES A LA ESPECIALIDAD

En la industria cervecera, el hidrxido del sodio se utiliza con frecuencia, Se agrega al agua, se calienta, y despus se utiliza para limpiar los tanques de acero inoxidables grandes donde se elabora, se fermenta, y se almacena la cerveza. En la industria textil, el hidrxido de sodio se utiliza para el tratamiento de fibras de algodn para mejorar sus propiedades. En tratamiento de aguas residuales y purificacin de agua de proceso, el hidrxido de sodio se emplea para regenerar resinas de intercambio inico.

XI)CONCLUSIONES

La dilucin consiste en la disminucin de la concentracin, que se produce al adicionar solvente (agua). El la neutralizacin se produce el cambio de coloracin, el cual indica que se encuentra en el punto de equivalencia (igual nmero de equivalente gramo).

Experiencia N 2: Determinacin de la Normalidad de una Solucin de Acido Sulfrico

I) OBJETIVO

Determinar experimentalmente la relacin entra las velocidades de efusin del HCl y NH3 Comprobar la ley que dio a conocer Thomas Graham, A las mismas condiciones de presin y temperatura las velocidades de efusin y difusin de dos gases son inversamente proporcionales a la raz cuadrada de sus pesos moleculares o de sus densidades. Controlar el tiempo desde que son expuestos los reactivos hasta que se forme el anillo blanco de cloruro de amonio (NH4Cl). Medir a partir de un extremo la distancia a la que se form el anillo.

II) MATERIALES

Tubo de vidrio Solucin estndar de NaOH Solucin de H2 SO4

III) REACTIVOS

Acido sulfrico Hidrxido de sodio Fenolftalena

IV) FUNDAMENTO TEORICO

TEORIA DE TITULACIONES DE NEUTRALIZACION

Soluciones estndares: se usan cidos y bases fuertes porque reaccionan completamente con el analito.

Indicadores: Compuesto con color cuyo cambio en color es indicativo del punto final.

Se usan cidos y bases dbiles.

El pH en el cual el indicador cambia de color se determina por la constante de disociacin.

INDICADORESLos indicadores muestran una reaccin de disociacinSe determina el rango de PH donde se observa cambio de colorMEDIDAS DE PH Acido y base fuerte Acido y base dbil Soluciones amortiguadoras Sales cidos poliprticosNOMBRE COMUN INTERVALO DE PH CAMBIO DE COLOR

ACIDO BASE

Azul de metilo (acido)1.2 -2.8

Azul de bromo fenol

3.0 -4.6AmarilloVioleta

Anaranjado de metilo 3.1 4.5Rojo GrosellaAmarillo

Verde de bromocresol3.8 _5.4AmarilloAzul

Rojo de metilo 4.4-6.3RojoAmarillo

Purpura de bromocresol5.2-6.8

Azul de brotinol 6.0-7.6

Rojo de fenol6.8-8.4AmarilloRojo

Rojo de gresol 7.2-8.8

Azul de timol (bsico)8.0 -9.0AmarilloAzul

Fenolftalena 8.0-9.8IncoloroRojo Tenue

Amarillo de alizarina 10.1-12.0AmarilloLila

Carmin ndigo11.4-13.0

TITULACION DE UN ACIDO FUERTE CON BASE FUERTEFASE INICIALLa solucin solo contiene acido fuerteEl PH de la solucin Se determina usando la frmula para determinar PH acido fuerteLa concentracin de H es igual a la concentracin del acido fuerteFase antes del punto de equivalenciaSe aade base pero no es suficiente para completar la reaccin con el acidoEl PH depende del acido sin reaccionar[H] = = PUNTO DE EQUIVALENCIALa base aadida es justamente la necesaria para completar la reaccionLos moles de acido son igual a los moles de la baseEl PH en esta etapa es igual a 7FASE DESPUES DEL PUNTO DE EQUIVALENCIAHay exceso de baseSe determina la concentracin de OH[OH] =

V) REACCIONES

H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O

VI) CLCULOS

Agregamos Solucin de NaOH estandarizada a 25ml de H2 SO4 de una normalidad desconocida entre 0.25 0.75 N

1 VNaOH = 16,5ml

2 VNaOH=17,0ml

3VNaOH=14,5ml

promVNaOH=16,0

N NaOH*V NaOH= N H2SO4*V H2SO4

N H2SO4 = N NaOH *V NaOH V H2SO4

N H2SO4 = 0.064N

VII) APLICACIONES A LA ESPECIALIDAD

En los laboratorios qumicos sirven como disolvente de muestras tales como metales, xidos metlicos y compuestos orgnicos. En la industria textil se emplea para el proceso de blanqueo y la eliminacin de impurezas metlicas en telas. En las industrias petroleras sirve para el Refinamiento del crudo de petrleo. Sirve como Electrolito (sustancia que se usa como fuente de iones) en pilas y bateras, muy comnmente usado en las bateras de los automviles. En la industria qumica inorgnico el acido sulfrico se utiliza para la produccin de pigmentos de dixido de titanio, acido hidroclrico, hidroflurico.

VIII) RECOMENDACIONES

El acido sulfrico es cancergeno, por eso debemos utilizarlo con extrema precaucin. Tener mucho cuidado al trabajar con acido sulfrico ya que este es corrosivo y al contacto puede producirle graves irritaciones, quemaduras en la piel y los ojos y podra llevarlo a la ceguera. Evitar la inhalacin de acido sulfrico ya que puede producirle irritacin en la nariz y la garganta.

IX) CONCLUSIONES

El cambio de color (rojo tenue) indica que hasta en el punto de equivalencia. En el punto equivalencia se cumple el nmero de equivalente del ac. Sulfrico es igual al de la base.

Experiencia N 3: Oxido Reduccin

I) Objetivo:

Observar las propiedades reductoras y oxidantes que tienen los tomos neutros y los iones. Verificar en una reaccin de simple desplazamiento el elemento ms activo desplaza al menos activo. Observar los cambios de color que se producen en las reacciones qumicas.

II) Materiales:

Bureta Clavo Papel esmeril Tubo de vidrio

III) FUNDAMENTO TEORICO

Reacciones de oxidacinreduccin:Mientras las reaccione s acido-base se caracterizan por un proceso de transferencia de protones, las reacciones de oxidacin- reduccin, o reacciones redox, se consideran como reacciones de transferencia de electrones. Las reacciones de oxidacin-reduccin forman parte importante del mundo que nos rodea. Abarcan desde la combustin de combustibles fsiles hasta la accin de los blanqueadores domsticos. Asimismo la mayora de los elementos metlicos y no metlicos se obtienen de los minerales por proceso de oxidacin y reduccin.Muchas reacciones importantes se llevan a cabo con el agua, pero esto no implica que todas las reacciones redox sucedan en medio acuoso.

Desplazamiento del Halgeno:El comportamiento de los halgenos en las reacciones de desplazamiento de los halgenos se puede resumir en otra serie de actividad:

La fuerza de estos elementos como agentes oxidantes disminuye conforme se avanza del flor al yodo en el grupo 7, as el flor molecular puede reemplazar a los iones cloruro, bromuro y yoduro en disolucin. De hecho, el flor molecular es tan reactivo que tambin ataca al agua, por lo que estas reacciones no pueden efectuarse en disolucin acuosa. Por otro lado el cloro molecular pude desplazar a los iones bromuro y yoduro en disolucin acuosa.

Desplazamiento del metal:Una forma sencilla de predecir si realmente va a ocurrir una accin de desplazamiento de un metal o desplazamiento de hidrogeno, es referirse a una serie de actividad (alguna veces denominada electroqumica). Una serie de actividad es, bsicamente, un resumen conveniente de los resultados de muchas posibles reacciones de desplazamiento. De acuerdo con esta serie, cualquier metal que se ubique arriba del hidrgeno lo desplazara del agua o de un cido pero los metales situados abajo del hidrogeno no reaccionaran ni con agua ni con cidos. De hecho cualquier especie de la serie reaccionara con alguna otra especie (en algn compuesto) que se encuentre debajo de ella. Medio cidoEn medio cido se agregan hidronios (cationes) (H+) y agua (H2O) a las semirreacciones para balancear a ecuacin final.Del lado de la ecuacin que haga falta oxgeno se agregarn molculas de agua, y del lado de la ecuacin que hagan falta hidrgenos se agregarn hidronios.Medio bsicoEn medio bsico se agregan iones hidrxilo (aniones) (OH) y agua (H2O) a las semirreacciones para balancear la ecuacin final

IV) REACCIONES Y CALCULOS

Desplazamiento del metal

Fe + Cu(SO4) (ac) Fe(SO4) (ac) + Cu(s) Cu2+ + Fe Fe2+ + Cu (ROJIZO)

Reduccin: Cu2+ + 2e- CuOxidacin:Fe - 2e- Fe2+

Desplazamiento en Halgenos

KI(ac) + Cl2 KCl + I2 AMARILLO INCOLORO

Reduccin:Cl2 + 2e- 2Cl-1Oxidacin:2I-1 2e- I2 --------------------------- Cl2 + 2I-1 2Cl-1 + I2

2KI(ac) + Cl2(ac) 2 KCl(ac) + I2(ac) (Ecuacin Balanceada)

Redox en medio acido

Fe + MnO4 + 8H Fe + Mn + 4H2O

MnO4- + Fe2+ Mn2+ + Fe3+ Purpura Solucin Incolora Mn + Mn( + + SOLUCION MARRON+ Mn( + + SOLUCION MARRON

1. Escribimos las semirreacciones:a) Reduccin:MnO4- Mn2+b) Oxidacin:Fe2+ Fe3+

2. Balance de Masas2.1 Oxgeno: MnO4- Mn2+ + 4H2OFe2+ Fe3+2.2 HidrgenoMnO-4 + 8H+ Mn2+ + 4H2O Fe2+ Fe3+

3. Balance de Cargas

Mn O4- + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2OFe2+ - 1e- Fe3+

4. Balance Redox: (se elimina e-)Reduccin:MnO4- + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2OOxidacin: (Fe2+ - 1e- Fe3+) x 5

Ecuacin Inica neta

MnO4- + 8H+ + 5Fe2+ Mn2+ + 4H2O + 5Fe3+ (Ecuacin Balanceada)

En medio Alcalino

I- + Br2 + OH- Br- + I2

1. Escribimos las semirreacciones:a) Reduccin:Br2 2Br- b) Oxidacin:2I- I2

Balance de Cargas

Mn O4- + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2OFe2+ - 1e- Fe3+

A) Balance Redox: (se elimina e-)Reduccin:MnO4- + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2OOxidacin: (Fe2+ - 1e- Fe3+) x 5

Ecuacin Inica neta

MnO4- + 8H+ + 5Fe2+ Mn2+ + 4H2O + 5Fe3+ (Ecuacin Balanceada)

V) APLICACIONES A LA ESPECIALIDAD Son muy frecuentes en la industria: constituyen el principio de funcionamiento de las pilas elctricas. Se emplean para refinar electroqumicamente determinados metales. En la naturaleza, intervienen en la respiracin celular y la fotosntesis.

VI) RECOMENDACIONES

Coger adecuadamente el tubo de ensayo en el momento de la reaccin del sulfato de potasio con el acido sulfrico ya que en el proceso s eleva la temperatura raudamente. Tener mucho cuidado al tratar con el acido sulfrico ya que este puede provocar al contacto con la piel quemaduras.

VII) CONCLUSIONES

El la oxidacin-reduccin hay transferencia de electrones. En los metales el desplazamiento se da de acuerdo poder reductivo es decir el que tiene mayor poder reductor desplaza al otro metal. En las no metales el desplazamiento se da de acuerdo a su poder oxidante es decir el que tiene mayor poder oxidante desplaza al otro no metal. Los cambios de color dan muestra de formacin de nuevas sustancias.

3