ANÁLISIS DE UNA CURVA DE TITULACIÓN ACIDO-BASE: THE GRAN PLOT


ANÁLISIS DE UNA CURVA DE TITULACIÓN ACIDO-BASE: THE GRAN PLOT

Universidad de los Andes. Facultad de Ciencias, Departamento de Química. Laboratorio de Fundamentos de Análisis Químico

Resumen
Una curva de titulación ácido- base es una gráfica del cambio del pH durante una titulación en function del volume de solución de titulante. Enesta práctica se determinó esta curva de manera experimental por medio de la titulación de ftalato ácido de potasio con una solución de NaOH (0.100 M).
Se obtuvo un valor de pKa de con un error porcentual del 1.025 con respecto al valor teórico
Los volúmenos obtenidos por el método del gran plot y de manera experimental son muy cercanos al valor teórico. Sin embargo los resultados obtenidos pormedio del GranPlot y la gráfica de Ph en function del volumen de base añadido mostraron ser más cercanos entre si.

Introducción
La titulación de un ácido débil con una base fuerte implica la trasferencia directa de protones del ácido débil al ion hidróxido (1). Éstas presentan un incremento moderado de pH a medida que se agrega la base fuerte. Cuando se llega a la cantidad estequiometricade ácido débil y base fuerte el pH llega al punto de incremento más rápido. El punto donde se alcanza ese equilibrio se denomina punto de equivalencia. Existen varios métodos para determinar este punto como indicadores de pH, pruebas de conductancia, reacciones de precipitación, espectroscopia, entre otros. La forma más común de hacerlo es mediante indicadores de pH. Estos tienen un rango deviraje que debe encontrarse alrededor del pH en el punto de equivalencia, de esa forma al alcanzar ese valor se podrá observar un cambio en el color de la solución. Debido a lo anterior, hallar el volumen equivalente (el volumen de base fuerte necesario para llegar al punto de equivalencia) no es tan exacto.
Sin embargo existe un método, el Gran Plot, el cual permite calcular con más exactitud elvolumen equivalente, usando el pH y volumen usado de base para puntos antes del punto de equilibrio. (2) A diferencia de una curva de titulación (grafica PH en función de = Volumen de base usado) el Gran Plot es una gráfica de en función de
Para la titulación de un ácido débil:


Se incluyen los coeficientes de actividad porque el electrodo del pH-metro responde a la actividad iónica delhidrogeno y no a la concentración. Se toma la aproximación de que 1 mol de NaOH convierte 1 mol de en un 1 mol de . Siendo el volumen de base usado, el volumen inicial del ácido y la concentración formal del ácido y base respectivamente:





Reemplazando (2) y (3) en (1)


Después de despejar y acomodar algunos términos de la ecuación (3) se obtiene la ecuación del Gran Plot:Con el Gran Plot es posible calcular (Volumen de base necesario para llegar al punto de equivalencia) ya que extrapolando, es el punto donde la gráfica intersecta el eje X . También es posible calcular la constante de acidez del ácido débil (2).
Metodologia
En este laboratorio se llevó a cabo una titulación ácido débil-base fuerte para estandarizar, por medio de la curva de Gran (cálculode punto de equivalencia y constante de acidez), el titulante de base fuerte utilizado. La titulación se preparó a partir de aproximadamente 1.5g de ftalato ácido de potasio, colocando éste en un balón aforado de 250 mL y diluyéndolo con agua destilada hasta alcanzar los 250 mL. Se tomaron 25 mL de esta solución agregándolos a un vaso de precipitado, y al mismo tiempo se colocó el electrodo de unpH-metro para monitorear cada 30 segundos el pH de la muestra después de que se inició la titulación. Por otro lado, en una bureta se agregaron 25 mL de NaOH 0.1 M, y paulatinamente se fue agregando éste a la solución de ácido.
Previamente a la titulación se calibró el pH-metro con soluciones buffer de pH 7 y pH 4, para asegurar precisión en las mediciones del equipo
Reactivos
NaOH 0.1M...