Soluciones buffer

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RESUMEN
El objetivo de la práctica fue preparar una solución buffer de fosfato con un pH determinado y evaluar sus propiedades reguladoras frente a la adición de un ácido fuerte y una base fuerte y se comparó con una solución no regulada. Esto se logró mediante el previo cálculo de las cantidades de NaH2PO4 y Na2HPO4, diluyéndolas en agua destilada y así obtener un pH de 6,70. Luego se tomarondos muestras, a una se le colocó NaOH (base fuerte) y a la otra se le colocó HCl, hasta que cambiaran de color y se midieron sus pH. Por último se realizó el mismo procedimiento con la solución no regulada y se compararon los resultados.
El pH del buffer obtenido fue de (6,19±0,01) produciendo un error del 7,61%. Al agregarle NaOH a la solución buffer se obtuvo un pH (8,27±0,01) y para la snr unpH de (10,15±0,01). Al agregarle HCl a la solución buffer se obtuvo un pH (4,22±0,01) y para la snr un pH de (3,17±0,01).

INTRODUCCIÓN
Una solución buffer consiste en la combinación de un ácido débil con su base conjugada o una base débil con su base conjugada, lo que permite que estas soluciones sean soluciones reguladoras ya que su pH varía muy poco cuando se diluye o cuando se leadicionan pequeñas cantidades de ácidos o bases fuertes. En esta práctica se utilizó un buffer de fosfato compuesto por dos sales (NaH2PO4 y Na2HPO4)1.
Para el cálculo de las masas necesarias, es importante el conocimiento de la ecuación de Henderson-Hasselbalch, que es la que determina el concepto del pK. La concentración de H+ está vinculada a la naturaleza del electrolito débil. Considerando unácido débil, de modo genérico como HAc, su equilibrio de disociación sería:
HAc Ac- + H+ (I)
Aplicando la ley de acción de masas, la constante de equilibrio K será:
K = (Ac-) x (H+) / (HAc)
Despejando y aplicando logaritmos:
-log (H+) = -log K - log (HAc)+ log (Ac-)
Y como sabemos que –log(H+)= pH y –log(K)= pK obtenemos
pH = pK + log ( base ) / ( ácido )
Si en la ecuación la concentración de ácido es igual a la de la base, el cociente es 1, siendo el log de 1= 0, se tiene que pH = pK por tanto, se puede definir el pK como el valor de pH de una solución amortiguadora en el que el ácido y la basese encuentran a concentraciones equimoleculares o al 50% cada una. 2
Para poder observar los cambios de color por el cambio de pH en una solución, es fundamental el uso de indicadores, como la fenolftaleína y verde de bromocresol. El rango de cambio de color de la fenolftaleína va de 8 a 9.8, por lo que es ideal utilizarlo cuando se espera un cambio a condiciones básicas mientras que el de verdede bromocresol es aproximadamente de 3.8 a 5.4, perfecto para soluciones que se tornan ácidas.3

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Para la preparación del buffer de fosfato, se calculó previamente la masa necesaria de las sales (NaH2PO4 y Na2HPO4), para obtener un pH de 6,70 y 100 ml de solución. Se pesó la cantidad calculada de cada sal, y se transfirió cada una a un beaker. Se disolvieron con aguadestilada (20-30 ml), y luego fueron llevados a un balón aforado, lavando ambos beakers 3 veces con agua destilada. Por último se completó el volumen con agua destilada hasta la línea de aforo.
Se comprobó el valor del pH, colocando 20 ml de la solución buffer en un beaker pequeño y se midió el pH con la ayuda del profesor. También se midió el pH de la solución no regulada.
Para comprobar lacapacidad amortiguadora de la solución, se añadieron 5 ml de la solución buffer en un erlenmeyer y se le colocó fenolftaleína (1 o 2 gotas). Luego se le fue agregando NaOH 0,20 M gota a gota con una pipeta Pasteur, hasta que se observó el cambio de color y se midió su pH. Se repitió este procedimiento para la solución no regulada. Por último, se colocaron 5 ml de la solución buffer en un...
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