LABORATORIO QUÍMICA

NEUTRALIZACION

INTRODUCCIÓN 

El siguiente informe tiene como objetivo dar a conocer todo sobre la neutralizacion, como ya sabemos es la reacción que existe entre un ácido y una base. Se puede decir que la neutralización es la combinación de iones hidronio y de aniones hidróxido para formar moléculas de agua. Durante este proceso se forma una sal. Las reacciones de neutralización son generalmente exotérmicas, lo que significa que desprenden energía en forma de calor. La neutralizacion, en reacciones ácido - base, posee una gran importancia en el mundo cientifico, ya que permite establecer la concentracion de una disolucion desconocida que pueda actuar como acido neutralizada por medio de una base de concentracion conocida. Ademas, es de gran ayuda a la hora de conocer el grado de pureza de ciertas sustancias. 

OBJETIVOS 

- Aplicar lo aprendido en los ejercicios del laboratorio. 

- A partir de este tipo de reacciones podremos calcular la normalidad. 

- Reconocer que las reacciones que se hacen entre disoluciones ácidas y básicas dan como como producto una sal y agua.

MARCO TEÓRICO  

Se llama neutralización a la reacción que se produce entre disoluciones acidas y básicas. Todas estas reacciones dan como producto una sal y agua. Sólo hay un único caso donde no se forma agua en la reacción, se trata de la combinación de óxido de un no metal, con un óxido de un metal.

La palabra "sal" describe cualquier compuesto iónico cuyo catión provenga de una base (Na⁺ del NaOH) y cuyo anión provenga de un ácido (Cl^- del HCl). Las reacciones de neutralización son generalmente exotermicas, lo que significa que desprenden energía en forma de calor. Se les suele llamar de neutralización porque al reaccionar un ácido con una base, estos neutralizan sus propiedades mutuamente.

Ácido + base → sal + agua

Por ejemplo:  HCl + NaOH → NaCl + H2O

Las soluciones acuosas son buenas conductoras de la energía eléctrica, debido a los electrolitos, que son los iones positivos y negativos de los compuestos que se encuentran presentes en la solución.

Una buena manera de medir la conductancia es estudiar el movimiento de los iones en una solución.

Cuando un compuesto iónico se disocia enteramente, se le conoce como electrolito fuerte. Son electrolitos fuertes por ejemplo el NaCl, HCl, H2O (potable), etc, en cambio, un electrolito débil es aquel que se disocia muy poco, no produciendo la cantidad suficiente de concentración de iones, por lo que no puede ser conductor de la corriente eléctrica.

Cuando tenemos una disolución con una cantidad de ácido desconocida, dicha cantidad se puede hallar añadiendo poco a poco una base, haciendo que se neutralice la disolución.

Una vez que la disolución ya esté neutralizada, como conocemos la cantidad de base que hemos añadido, se hace fácil determinar la cantidad de ácido que había en la disolución.

En todos los procesos de neutralización se cumple con la “ley de equivalentes”, donde el número de equivalentes del ácido debe ser igual al número de equivalentes de la base:

Nº equivalentes Ácido = nº equivalentes Base

Los equivalentes dependen de la Normalidad, que es la forma de medir las concentraciones de un soluto en un disolvente, así tenemos que:

N= nº de equivalentes de soluto / litros de disolución

Deduciendo : nº equivalentes de soluto = V disolución . Normalidad

Si denominamos NA, como la normalidad en la solución ácida y NB, la normalidad de la solución básica, así como VA y VB, como el volumen de las soluciones ácidas y básicas respectivamente:

NA.VA= NB. VB

Esta expresión se cumple en todas las reacciones de neutralización. Ésta reacción se usa para la determinar la normalidad de una de las disolución, la ácida o la básica, cuando conocemos la disolución con la que la neutralizamos, añadimos así, poco a poco un volumen sabido de la disolución conocida, sobre la solución a estudiar, conteniendo ésta un indicador para poder así observar los cambios de coloración cuando se produzca la neutralización.

El valor del pH, definido como el – log[H+], cuando los equivalentes del ácido y de la base son iguales, se le conoce como punto de equivalencia. El punto de equivalencia puede ser práctico, o teórico.

En el pH, la escala del 0 al 7, es medio ácido, y del 7 al 14, medio básico, siendo el valor en torno al 7, un pH neutro.

Si valoramos la reacción entre un ácido fuerte y una base fuerte, el punto equivalente teórico estará en torno a 7, produciéndose una total neutralización de la disolución. En cambio, si se estudia un ácido débil con una base fuerte, la sal que se produce se hidrolizará, añadiendo a la disolución iones OH-, por lo tanto el punto de equivalencia será mayor que 7. Y si es el caso de un ácido fuerte con una base débil, la sal que se produce se hidroliza añadiendo los iones hidronios, siendo asñi el punto de equivalencia menos que 7.

LABORATORIO 

VASO No. 1

Ácido nítrico + hidróxido de potasio ---> agua + nitrato de potasio 

HNO3 +  KOH ---> H2O + KNO3

VASO No. 2

Ácido clorhídrico + hidróxido de potasio ---> agua + cloruro de potasio

HCL + KOH = H2O + KCL

VASO No. 3

Ácido nítrico + hidróxido de sodio --->  agua + nitrato de sodio

HNO3 + NaOH ---> H2O + NaNO3  

VASO No. 4

Ácido clorhídrico + hidróxido de socio ---> agua + cloruro de sodio

HCl + NaOH ---> H2O + NaCl

PH

INTRODUCCIÓN

El presente tiene como objetivo principal comprender que el PH es el Potencial de Hidrógeno. Es una medida para determinar el grado de alcalinidad o acidez de un disolución estos se pueden dividir en ácidos, neutros, bases. Los ácidos tienen un sabor ácido, corroen el metal, cambian el litmus tornasol (una tinta extraída de los liquenes) a rojo y se vuelven menos acidos cuando se mezclan con las bases. Las bases son resbaladizas, cambian de ltmus a azul y se vuelven menos basicas cuando se mezclan con ácidos. Con el PH determinamos la concentración de  hidrogeniones en una disolución. Recordando que el hidrogenión es un ion positivo del Hidrógeno.

OBJETIVOS

- Aprender a medir el pH mediante los distintos indicadores.

- Conocer la diferencia entre acido y base.

- Comportamientos de los acidos y bases en soluciones.

MARCO TEÓRICO

¿QUE ES EL PH?

Tal como el "metro" es una unidad de medida de la longitud, y un "litro" es una unidad de medida de volumen de un líquido, el pH es una medida de la acidez o de la alcalinidad de una sustancia>.

Cuando, por ejemplo, decimos que el agua está a 91° Celsius expresamos exactamente lo caliente que está. No es lo mismo decir “el agua está caliente” a decir “el agua está a 91 grados Celsius”.

De igual modo, no es lo mismo decir que el jugo del limón es ácido, a saber que su pH es 2,3, lo cual nos indica el grado exacto de acidez. Necesitamos ser específicos.

Por lo tanto, la medición de la acidez y la alcalinidad es importante, pero ¿cómo está relacionado el pH con estas medidas?

Escala de pH

Los ácidos y bases tienen una característica que permite medirlos: es la concentración de los iones de hidrógeno (H+). Los ácidos fuertes tienen altas concentraciones de iones de hidrógeno y los ácidos débiles tienen concentraciones bajas. El pH, entonces, es un valor numérico que expresa la concentración de iones de hidrógeno .

Hay centenares de ácidos. Ácidos fuertes, como el ácido sulfúrico, que puede disolver los clavos de acero, y ácidos débiles, como el ácido bórico, que es bastante seguro de utilizar como lavado de ojos. Hay también muchas soluciones alcalinas, llamadas "bases", que pueden ser soluciones alcalinas suaves, como la Leche de Magnesia, que calman los trastornos del estómago, y las soluciones alcalinas fuertes, como la soda cáustica o hidróxido de sodio, que puede disolver el cabello humano.

Los valores numéricos verdaderos para estas concentraciones de iones de hidrógeno marcan fracciones muy pequeñas, por ejemplo  1/10.000.000 (proporción de uno en diez millones). Debido a que números como este son incómodos para trabajar, se ideó o estableció una escala única. Los valores leídos en esta escala se llaman las medidas del "pH" .

•    La escala pH está dividida en 14 unidades, del 0 (la acidez máxima) a 14 ( nivel básico máximo). El número 7 representa el nivel medio de la escala, y corresponde al punto neutro. Los valores menores que 7 indican que la muestra es ácida. Los valores mayores que 7 indican que la muestra es básica.

•    La escala pH tiene una secuencia logarítmica, lo que significa que la diferencia entre una unidad de pH y la siguiente corresponde a un cambio de potencia 10. En otras palabras, una muestra con un valor pH de 5 es diez veces más ácida que una muestra de pH 6. Asimismo, una muestra de pH 4 es cien veces más ácida que la de pH 6.

¿COMO SE MIDE EL PH?

Una manera simple de determinarse si un material es un ácido o una base es utilizar papel de tornasol. El papel de tornasol es una tira de papel tratada que se vuelve color rosa cuando está sumergida en una solución ácida, y azul cuando está sumergida en una solución alcalina.

Los papeles tornasol se venden con una gran variedad de escalas de pH. Para medir el pH, seleccione un papel que dé la indicación en la escala aproximada del pH que vaya a medir. Si no conoce la escala aproximada, tendrá que determinarla por ensayo y error, usando papeles que cubran varias escalas de sensibilidad al pH.

Para medir el pH, sumerja varios segundos en la solución el papel tornasol, que cambiará de color según el pH de la solución. Los papeles tornasol no son adecuados para usarse con todas las soluciones. Las soluciones muy coloreadas o turbias pueden enmascarar el indicador de color.

El método más exacto y comúnmente más usado para medir el pH es usando un medidor de pH (o pHmetro) y un par de electrodos. Un medidor de pH es básicamente un voltímetro muy sensible, los electrodos conectados al mismo generarán una corriente eléctrica cuando se sumergen en soluciones. Un medidor de pH tiene electrodos que producen una corriente eléctrica; ésta varía de acuerdo con la concentración de iones hidrógeno en la solución.

INDICADORES DE pH 

FENOLFTALEINA 

La fenolftaleína de fórmula (C20H14O4) es un indicador de pH que en disoluciones ácidas permanece incoloro, pero en presencia de disoluciones básicas toma un color rosado con un punto de viraje entre pH=8,0 (incoloro) a pH=9,8 (magenta o rosado). Sin embargo en pH extremos (muy ácidos o básicos) presenta otros virajes de coloración; en la cual la fenolftaleína en disoluciones fuertemente básicas se torna incolora, mientras que en disoluciones fuertemente ácidas se torna naranja.

Es un compuesto químico orgánico que se obtiene por reacción del fenol (C6H5OH) y el anhídrido ftálico (C8H4O3) en presencia de ácido sulfúrico.

Los cambio de color estan dados por los rangos de pH en cual es utilizada, las cuales son descritas mediante las siguientes ecuaciones químicas:

De medio neutro a medio básico:H2Fenolftaleína + 2 OH- ↔ Fenolftaleína2- + 2 H2O
Incoloro → Rosa

De medio básico a medio muy básico:Fenolftaleína2- + OH- ↔ Fenolftaleína(OH)3-
Rosa → Incoloro

De medio básico a medio neutro o ácido:Fenolftaleína2- + 2 H+ ↔ H2Fenolftaleína
Rosa → Incoloro

De medio neutro o ácido a medio muy ácido:H2Fenolftaleína + H+ ↔ H3Fenolftaleína+
Incoloro → Naranja

La fenolftaleína normalmente se disuelve en alcohol para su uso en experimentos. La fenolftaleína es un ácido débil que pierde cationes H+ en solución. La molécula de fenolftaleína es incolora, en cambio el anión derivado de la fenolftaleína es de color rosa. Cuando se agrega una base la fenolftaleína (siendo esta inicialmente incolora) pierde H+ formándose el anión y haciendo que tome coloración rosa. El cambio de color no puede explicarse solo basándose en la desprotonación, se produce un cambio estructural con la aparición de una tautomería cetoenólica.

INDICADOR UNIVERSAL 

Un indicador universal es colectivamente una mezcla de indicadores que muestran un cambio de color en una solución, que interpreta qué tan ácida o básica es una solución. Un indicador universal puede estar en forma de papel o presente en forma de solución. 

• Forma del papel: es una tira de papel de color que cambia de color a rojo si la solución es ácida y a azul si la solución es básica. La tira se puede colocar directamente sobre la superficie de una sustancia húmeda o se pueden dejar caer algunas gotas de la solución sobre el indicador universal utilizando equipo para dejar caer. Si la solución de prueba es de un color oscuro, es preferible utilizar un indicador universal de papel.
• Solución: Los componentes principales de un indicador universal, en forma de solución, son azul de timol , rojo de metilo ,azul de bromotimol y fenolftaleina. Esta mezcla es importante porque cada componente pierde o gana protones dependiendo de la acidez o basicidad de la solución que se está probando. Es beneficioso utilizar este tipo de indicador universal en una solución incolora. Esto aumentará la precisión de la indicación.

INDICADOR TORNASOL

El tornasol es uno de los más conocidos indicadores de pH. Suministrado en una solución o tintura violeta normalmente, se torna de color rojo-anaranjado en contacto con compuestos acidos, debajo de un índice de pH de 4,5 (de ahí su nombre) y oscurece solo ligeramente con los alcalinos (por encima de un pH de 8,5), por lo que a veces suele emplearse tornasol al que se le ha añadido ácido clorhídrico para identificar bases. Su uso ha decaído en los últimos años debido a la perfección del indicador universal y de la fenolftaleina.

El tornasol se suministra comúnmente en forma de una solución (llamada titunta) muy concentrada. En raras ocasiones se utiliza puro, en forma de polvo violeta altamente colorante o en tiras indicadoras. Debido a la poca diferencia de color entre el tornasol neutro y el tornasol en contacto con una base, puede encontrarse con un añadido de un 1% de ácido clorhídrico o sulfúrico diluidos. En tal caso, su color es rojo y oscurece inmediatamente a violeta con un líquido básico.

LABORATORIO 

FENOLFTALEINA 






UNIVERSAL





TORNASOL

TITULACIÓN

INTRODUCCIÓN

La naturaleza de las sustancias es uno de los temas mas estudiados por la química, ya que de acuerdo a esta, están determinados los tipos de reacciones que se presentan de acuerdo a los reactivos en un proceso. La titulación es un método para determinar la cantidad de una sustancia presente en solución. Una solución de concentración conocida, llamada solución valorada, se agrega con una bureta a la solución que se analiza. En el caso ideal, la adición se detiene cuando se ha agregado la cantidad de reactivo determinada en función de un cambio de coloración en el caso de utilizar un indicador interno.

OBJETIVOS

- Poder determinar la concentración de una solución desconocida por titulación

- Poder emplear correctamente el método. 

- Reconocer los diferentes tipos de titulaciones,.

MARCO TEÓRICO

La valoración o titulación es un método de análisis químico cuantitativo en el laboratorio que se utiliza para determinar la concentración desconocida de un reactivo a partir de un reactivo con concentración conocida. Debido a que las medidas de volumen desempeñan un papel fundamental en las titulaciones, se le conoce también como análisis volumétrico.

La titulación es un procedimiento relativamente sencillo que no requiere un despliegue de aparatos técnicos para determinar la concentración de sustancias conocidas disueltas. Los instrumentos esenciales para la titulacion son una bureta y un vaso de precipitados. La bureta contiene una solución volumétrica de la cual se conoce la concentración de la sustancia. En el vaso de precipitados se encuentra la solución con la concentración desconocida y un indicador para la detección del parámetro. Después de mezclar la solución volumétrica y la solución con la muestra en el vaso de precipitados es posible, en base al conocimiento del desarrollo químico de reacción y el consumo de la solución volumétrica, calcular la concentración de la solución con la muestra. Los diferentes procedimientos de titulación se pueden separar según los tipos de reacción químicos. Por ejemplo, existe la titulación ácido-base, la titulación redox o la titulación por precipitación. La titulación es aplicada en muchos ámbitos: En el análisis medioambiental, en el control de procesos, en el análisis farmacológico y forense, en el análisis de alimentos o también en la investigación. 

Titulación ácido-base: El fundamento de la titulación ácido-base es la reacción de neutralización entre ácidos y base. Como solución volumétrica se selecciona un ácido o base como complemento a la solución de prueba. Mediante la titulación se consigue una neutralización entre iones H3O+- y OH-. Si se alcanza el valor pH 7 la solución es neutra; añadiendo más solución volumétrica la solución de prueba se volverá más ácido o básico. Si se registra en una curva el desarrollo del valor pH a través de todo el desarrollo de la reacción, es posible determinar la cantidad a raíz del punto de equivalencia (valor pH 7).

Titulación redox: En la titulación redox se deja reaccionar la solución de prueba con una solución volumétrica oxidada o reducida. Se añade la solución volumétrica hasta que todas las sustancias que puedan reaccionar en la solución de prueba hayan sido oxidadas o reducidas. Solamente se consiguen resultados si el punto de saturación de la solución de prueba no se sobrepasa añadiendo más solución volumétrica. Por tanto, es imprescindible conocer el punto de saturación para determinar con precisión el valor de medición. Esto se consigue de forma muy precisa mediante indicadores químicos o potenciométricos. 

Titulación por precipitación: La titulación por precipitación combina muy bien sustancias muy solubles con sustancias que no se diluyen tan bien. Se consigue obtener el resultado una vez que la reacción química se ha completado y sea claramente visible la caída de la sustancia que se diluye con dificultad.

LABORATORIO 

CONCLUSIONES

- Entender el concepto de neutralizacion así como los ácidos que deben utilizarse para realizar esta. 

- Comprender los diferentes conceptos para poder aplicarlos en cada una se las situaciones que sean presentadas. 

- El punto final de la titulación es llamado es llamado punto de equilibrio que puede conocerse gracias a los indicadores, los cuales pueden variar sus concentraciones físicas dependiendo del tipo de solución presente.

- Los acidos antes de utilizarse deben de estar perfectamente valorados con soluciones alcaninas con normalidad conocida.