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Soluciones amortiguadoras y escala colorimétrica de Ph (página 2)



Partes: 1, 2

 

PROCEDIMIENTOS Y RESULTADOS

Se preparó una solución buffer
ácida, mezclando 80 ml de solución de ácido
acético 0,2N con 20 ml de solución de acetato de
sodio 0,2N y se midió su pH registrando
un valor de 4,3.
Seguidamente se enumeraron 6 vasos de precipitados (beakers) de
50 ml cada uno; a los tres primeros (1, 2 y 3) se le
añadieron 30 ml de agua destilada
y a los tres restantes (4, 5 y 6), 30 ml de la solución
buffer. Posteriormente se les agregaron dos gotas del indicador
naranja de metilo a cada beaker, observándose la
coloración registrada tabla N° 1. Luego a los beakers
"2" y "5" se les añadieron 5 ml HCl 0,01N y a los vasos
"3" y "6" 5 ml de NaOH.

TABLA N°1

Beaker N°

Color Indicador

Cambio de Color

1

Naranja

amarillo

2

Naranja

amarillo

3

Naranja

amarillo

4

Naranja

Naranja

5

Naranja

Naranja

6

Naranja

Naranja

Seguidamente se midió el pH de la solución
contenida en cada uno de los beakers utilizando, primero el papel
indicador, y luego el pHmetro, registrando los valores
indicados en la tabla N° 2. Por último se calcularon
los pH teóricos de la solución buffer y de los
beakers 2, 3, 5 y 6 a través del siguiente procedimiento:

Ph de la solución
Buffer

Ka = 1,8 x 10-5

Vácido = 80 ml

Vsolución = 100 ml

Nácido = 0,2

Nácido x Vácido =
Nsolución x Vsolución

Nsolución = = 0,16

M = = =
0,16

Vbase = 20ml

Vsolución =100 ml

Nbase = 0,2

Nbase x Vbase = Nsolución x
Vsolución

Nsolución = = 0,04

M = = 0,04

CH3CO2Na
CH3CO2- +
Na+

0,04 0,04

CH3CO2H + H2O
CH3CO2- +
H3O+

0,16 – X 0,04 + X X

pH = pKa + log pKa = -log Ka

pH = 4,74 + log = 4,74 + log 0,25 =
4,14

 

– BEAKER 1. Agua destilada.

  • BEAKER 2. Agua destilada + 5 ml HCl
    0,01 N.

[HCl] = = 1,42.10-3

  • BEAKER 3. Agua destilada + 5 ml de NaOH 0,01
    N

[NaOH] = = 1,42.10-3

  • BEAKER 4. Solución Buffer: Este pH
    viene a ser el mismo que tiene la solución
    amortiguadora, es decir 4,14.
  • BEAKER 5. Solución Buffer + 5 ml de HCl
    0,01 N

[CH3CO2H] =
=
0,137

[CH3CO2Na] =
=
0,034

[HCl] = = 1,428.10-3

pH = pka + log

pH = – log [1,8 x 10-5] + log

pH = 4,11

  • BEAKER 6. Solución Buffer + 5 ml de
    NaOH 0,01 N

[CH3CO2H] =
=
0,137

[CH3CO2Na] =
=
0,034

[NaOH] = = 1,428.10-3

pH = pka + log

pH = – log [1,8 x 10-5] + log

pH = 4,16

TABLA N°2

Beaker N°

pH Calculado

pH del aparato

pH con el papel

1

7

6,19

7

2

2,84

3,25

5

3

11,16

8,46

9

4

4,14

5,17

4

5

4,11

4,37

3

6

4,16

4,36

4

% De Error

Se calculo el porcentaje de error tomando en cuenta el
PH de la solución preparada (buffer) medido por el pHmetro
y el PH calculado.

ANÁLISIS DE RESULTADOS Y
CONCLUSIONES

Una disolución reguladora o amortiguadora, tiene
la capacidad de resistir los cambios de pH cuando se agregan
pequeñas cantidades de ácidos y
bases. Este debe contener una concentración relativamente
grande de ácido para reaccionar con los OH- que se le
añadan; y también debe contener una
concentración semejante de la base semejante para que
reaccione con la cantidad de iones H+ que se le
añada.

Además, los componentes ácidos y
básicos del amortiguador no deben consumirse el uno al
otro en una reacción de neutralización. Esto
requerimientos se satisfacen con un par ácido Ion base
conjugado, por ejemplo un ácido débil y su base
conjugada (suministrado por una sal) o una base débil y su
ácido conjugado (suministrado por una sal).

Un método
bastante satisfactorio para determinar el PH de una
solución consiste en la utilización de los indicadores de
PH. Estos son ácidos(o base)muy débiles que tienen
un color diferente
de su base (o ácido conjugado).

Cuando el indicador se encuentra predominante en su
forma ácida o básica, tiene una coloración
nítida .A medida que la disociación o
asociación sea apreciable, se observa un cambio gradual
de la coloración de la solución.

Este cambio se origina por la superposición de
los colores
característico de sus formas ácidas o
básicas. En el caso del indicador utilizado, naranja de
metilo, en su forma ácida su color característicos
es rojo, razón por la cual el beaker 2, (agua destilada)
al agregarle HCl aporto el color rojo y al agregarle NaOH,
Debió haber adoptado un color casi amarillo, pero el
cambio no persistió (apenas aclaro un poco). En los otros
beakers no hubo cambio.

Al realizar un análisis de PH de cada uno de los beakers
calculados y el PH registrado por el aparato se puede concluir
que:

  • El PH del beaker 1, teóricamente es 7,
    según el aparato, es 5, por lo cual se deduce que el
    aparato no estaba en las condiciones adecuadas y con respecto
    al valor observado con el papel, pudo haber un error en
    percepción. No se encuentra otra causa
    debido a que el naranja de metilo, por ser un indicador, no
    influye en grandes proporciones en el PH de la solución
    buffer.
  • El PH de el agua
    destilada al agregarle un ácido, debe disminuir tal como
    se plantea inicialmente, por haber un aumento de las
    concentraciones de iones hidrónios (H+).Por el contrario
    al agregarle una base debe aumentar, debido al aumento de las
    concentraciones de iones de hidrónios. En las
    experiencias, efectivamente, disminuye el PH adicional HCl y
    aumenta al agregarle NaOH.
  • El PH de la solución de buffer original es
    4,14; y el PH registrado por el pHmetro en la solución
    buffer que contiene el indicador; es de 4,24; lo cual no
    concuerda porque el PH no debería variar, ya que el
    indicador no influye en el Ph de la solución
    buffer.
  • Como se dijo inicialmente, las soluciones
    amortiguadoras, resisten cambios bruscos de pH, es por eso que
    al adicionarle 5 ml de HCl y 5 ml de NaOH, la variación
    de PH de la solución Buffer es muy pequeña. Si
    esta solución no fuese reguladora al agregarle el HCl
    (ácido fuerte), el PH disminuía en grandes
    proporciones, por el contrario al adicionarle NaOH
    aumentaría.

Las disoluciones reguladoras son muy importantes en
los sistemas
químicos y biológicos. El PH de la sangre es
alrededor de 7.4; en tanto que el del jugo gástrico
humano es alrededor de 1,5. En la mayor parte de los casos,
estos valores de
pH, que son cítricos para el funcionamiento adecuado de
las encimas y del alcance de la presión
osmótica, se mantienen gracias a alas disoluciones
reguladoras.

BIBLIOGRAFÍA

  • Química General. Brown-Le May.
  • Enciclopedia Microsoft
    Encarta 2002
  • Enciclopedia Visor
  • Química General. Raymond Chang

 

Juan Carrillo Burgos

Maturín, junio de 2006

Partes: 1, 2
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