PRÁCTICA IV

PRÁCTICA IV.
Preparación de Soluciones Amortiguadoras.
Andrade Ruiz Lorena, Alvarado Granados Armando Esthefano, Omar Jiménez Vázquez.
01 de Septiembre de 2015.
Resumen.
La práctica consistió en la preparación de una solución amortiguadora a base de K2HPO4 y KH2PO4 para comprobar su capacidad de mantener el pH de otras soluciones estable. Se calcularon las medidas exactas de preparación através de la ecuación
Henderson-Hasselbach, la solución obtenida alcanzó un pH de 7.27 y comprobamos que era capaz de estabilizar el pH de sistemas fosfatos, pero no tan efectivamente en acetatos y bicarbonatos.
Introducción.
Es común que en ciertos experimentos se necesite mantener el pH de alguna especie química alrededor de valores específicos. Para lograr este objetivo, se preparan lasdenominadas soluciones amortiguadoras o Buffers, cuyo objetivo es hacer que el pH permanezca constante.
Para que un sistema se pueda considerar como amortiguador, su concentración tiene que ser al menos 50 veces mayor que la del resto de las especies presentes. Además, éste no puede actuar como reactante, es decir, no debe interferir en el proceso.
La capacidad buffer de la solución amortiguadorase define como el inverso de la variación de pH con el volumen añadido por la concentración, cuando esta variación es mínima, la capacidad del buffer es máxima.
Existen soluciones amortiguadoras específicas y de amplio espectro.
Para soluciones que requieren un pH específico, las estrategias más utilizadas son:
Para amortiguar a pH < 2 se utiliza un ácido fuerte.
Para amortiguar a pH >12 se utiliza una base fuerte.
Para amortiguar a 2<pH<12 se suele utilizar un par ácido/base conjugado.
Los últimos consisten en una mezcla de polidonadores de una partícula con varios valores de pKa, distribuidos en la escala de pH.
El objetivo de la presente práctica es la preparación de soluciones amortiguadoras a partir de la ecuación de Henderson-Hasselbach y demostrar su acción.Materiales y Reactivos.
Balanza
Espátula
Vaso de precipitados
Parrilla de agitación
Mariposa magnética
Matraz aforado 100 mLPotenciómetro
PizetaPipetas de 5 mL y 10 mLK2HPO4
KH2PO4
Solución de NaOH 0.1 N
Solución de HCl 0.1 N
Ácido acético 0.1 N
Carbonato de sodio 0.2 M
Bicarbonato de sodio 0.2 M
Metodología y Resultados.
Se preparó una solución amortiguadora de fosfatos 0.5 M a unpH de 7.5 utilizando K2HPO4 como base y KH2PO4 como ácido.
Con la ecuación Henderson-Hasselbach:
pH=pKa+log([A-]/[HA])
7.5=7.21+log(x/0.5-x)
7.5-7.21=log(x/o-5-x)
0.29=log(x/0.5-x)
1.94=x/0.5-x
x=1.95(0.5-x)
x=0.97-1.94x
0.97=x+1.94x
0.97=x(1+1.94)
x=(0.97/1+1.94)=(0.97/2.94)=0.329 moles
0.5-x=0.5-0.329=0.179 moles
Por lo tanto,
K2HPO4 =0.33 moles/L
KH2PO4 = 0.17 moles/L
Sedisolvieron las sales en el agua
Se calibró el potenciómetro para medir el pH de la solución preparada. En un inicio, el pH de la solución era de 7.0, por lo que se le adicionaron 5 ml de HCl y solamente se alcanzó un pH de 7.27.
Se transfirió la solución a un matraz aforado y se aforó con agua destilada.
Posteriormente, se probó la efectividad de la solución como amortiguador de acetatos, debicarbonatos y de fosfatos
ACETATOS:
12.5 mL de ácido acético 0.1 N y 5 mL de NaOH .1 M FOSFATOS:
25 mL de la solución amortiguadora BICARBONATOS:
12.5 mL de carbonato de sodio .2 M y 12.5 mL de bicarbonato de sodio .2 M
Vaso A 2 mL de HCl 0.1 N 2 mL de HCl 0.1 N 2 mL de HCl 0.1 N
Vaso B 2 mL de NaOH 0.1 N 2 mL de NaOH 0.1 N 2 mL de NaOH 0.1 N
Tabla 1. Composición de cada uno de las seis sistemaspreparados para comprobar la efectividad de la solución amortiguadora.
Finalmente, se midió el pH de cada uno de los sistemas para comprobar que el buffer preparado fuera funcional.
SISTEMA pH pH después de adicionar el ácido pH después de adicionar la base
FOSFATOS 7.27 7.25 7.28
ACETATOS 7.27 7.42 7.72
BICARBONATOS 7.27 6.81 6.92
Tabla 2. Muestra los pH de las soluciones antes y después...