Equilibrio ionico

Trabajo Práctico Nº1
Equilibrio Iónico
Preparación y propiedades de sistemas buffer

Objetivos

❖ Preparar soluciones amortiguadoras de pH, a partir de reactivos sólidos y soluciones concentradas.
❖ Verificar el pH de los sistemas buffer preparados mediante el uso de pH-metro.
❖ Comprobar el efecto amortiguador a través del agregado de ácidos y bases fuertes.

Fundamentoteórico

Una solución buffer o solución reguladora es aquella cuyo pH varía muy poco cuando la misma es diluida o cuando se le adicionan pequeñas cantidades de ácidos o bases fuertes. Los siguientes sistemas son soluciones reguladoras.

❖ Ácido débil + sal proveniente de ese ácido,
❖ Base débil +sal proveniente de esa base,
❖ Sal de ácido y base débiles,
❖ Sal ácida de ácidopoliprótico.

Materiales

❖ Balanza analítica
❖ Embudo
❖ Matraz 100 ml.
❖ pH-metro
❖ Pipeta 10 ml.
❖ Probeta 50 ml.
❖ Vaso de precipitados
❖ Vidrio de reloj

Reactivos

❖ HAc 1M
❖ HCl 1 M
❖ NaAc sólido
❖ NH4OH 1M
❖ NaOH 1M

Procedimiento experimental

Preparar dos soluciones reguladoras:

*La solución A de pH 4,8 yconcentración de HAc 0,15 M a partir de HAc 1M y NaAc sólido.
*La solución B de pH 9 y concentración de NH4OH 0,10 M a partir de NH4OH 1M Y HCl 1M.

Solución A

Reactivos:
HAc 1M
NaAc 3H2O (s) (masa molar: 135,98g/mol)
pH 4,8 → [H3O+] = 1,58. 10-5 [HAc]eq = 0,15

NaAc (ac) → Na+ + Ac-
B B B

Hac + H2O ↔ Ac- + H3O+ ka= 1,8. 10-5
AB
- x + x + x
A-x = 0,15 B+x x= 1,58. 10-5

Ka= (B+x).x
A-x

Reemplazando x = 1,58. 10-5 , A = 0,15 y ka= 1,8. 10-5, y despejando B, obtenemos

B = 0,17 M = [NaAc]

Como Molaridad = nº moles
Volumen
Entonces
Nº de moles = 0,17 M. 0,1 lt = 0,017 moles.

Nº de moles = masaMasa molar
Masa= nº moles . masa molar = 0,017. 135,98 g/mol = 2,32 g. de NaAc, que se usarán.

Y de HAc

Minicial .Vinicial = Mfinal . Vfinal
Vinicial = (Mfinal . Vfinal)/ Minicial = (0,15 M. 0,1 lt)/1 lt = 0,015 lt = 15 ml de HAc

El sistema va a estar formado por 2,32 g. de NaAc + 15 ml de HAc + agua destilada hasta completar 100 ml.

Luego de haber preparado la buffercon las concentraciones de reactivos calculadas, trasvasar con una probeta 50 ml de solucion a un vaso de precipitados y los 50 ml restantes, pasarlos a otro, para tomar:

* pH experimental de la solución con pH-metro (se obtuvo 4,6)
* pH experimental al agregar 20 gotas de HCl 1 M a uno de los vasos de precipitados.

Los cambios y reacciones que se producen son:




Concentraciones[HAc]= (Mi.Vi)/Vf = (0,15M.50 ml)/51ml = 0,147 M
[NaAc]= (0,17M.50 ml)/51 ml = 0,167 M
[HCl]= (1M. 1 ml)/ 51 ml = 0,0196 M

Neutralización
Ac- + H3O+ → HAc + H2O
0,167 0,0196 0,147
0,0196 0,0196 0,0196
0,147 0 0,1667

Equilibrio
HAc + H2O ↔ Ac- + H3O+0,1667 0,147
-x +x +x
0,1667-x 0,147 + x +x

Ka= 1,8. 10-5 = (0,147+x)x
(0,1667-x)
X=[H3O+] = 2,04. 10-5

pH teórico = 4,69
∆pH = pHinicial – pH final = 0,11

Al tomar el valor del pH con el pH-metro obtuvimos 4,59

* Al otro vaso deprecipitados se le agregaron 20 gotas de NaOH 1M

Concentraciones
[HAc]= (Mi.Vi)/Vf = (0,15M.50 ml)/51ml = 0,147 M
[NaAc]= (0,17M.50 ml)/51 ml = 0,167 M
[NaOH]= (1M. 1 ml)/ 51 ml = 0,0196 M

Neutralización
HAc + OH- → Ac- + H2O
0,147 0,0196 0,167
0,0196 0,0196 0,0196
0,1274 0 0,1866

Equilibrio
HAc...