Concentraciones de ácido y base

Lab Manual
Chemistry
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Lab Manual Chemistry
Acid and Base Concentrations
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05:17 min
March 26, 2020

Learning Objectives

¿Qué son los ácidos y bases de Arrhenius?

Un ácido de Arrhenius es un ácido que se disocia y produce iones de hidrógeno cuando se disuelve en agua, mientras que una base de Arrhenius produce iones de hidróxido cuando se disuelve en agua.

¿Qué es el pH y cómo se calcula?

El pH es una medida del grado de acidez o alcalinidad de una solución. Se calcula como el logaritmo negativo en base 10 de la concentración de iones de hidrógeno o hidronio en la solución.

¿Cómo se determina la resistencia del ácido y la base?

La fuerza de un ácido o base está determinada por su capacidad para disociarse en sus iones conjugados en agua. Los ácidos y bases fuertes se disocian completamente en agua, mientras que los ácidos y bases débiles no lo hacen. La resistencia al ácido se calcula utilizando la constante de disociación, Ka, pero a la que se hace referencia más comúnmente es el logaritmo negativo en base 10 del Ka conocido como pKa. Cuanto menor sea el valorde pK a, más fuerte será el ácido.

¿Qué es la valoración y para qué se utiliza?

La valoración es una técnica utilizada para determinar la concentración de una solución. Para realizar una valoración, se utiliza una solución con una concentración conocida, llamada solución estándar, para determinar la concentración desconocida de una solución añadiendo lentamente lo conocido a lo desconocido. Para las valoraciones ácido-base, se agrega lentamente una solución estandarizada de base a un ácido con concentración desconocida (o el ácido se agrega a la base) hasta que la solución desconocida se neutraliza mediante la formación de sal y agua, produciendo un pH neutro.

¿Cómo se determina la concentración desconocida de ácido a partir de una valoración ácido-base?

A medida que se agrega base a la concentración desconocida de ácido, el pH se monitorea usando un tinte indicador de pH. Cuando el pH cambia de ácido a básico, el color del indicador de pH cambia. Justo antes de este punto, cuando la solución es neutra, la concentración de iones de hidrógeno es igual a la concentración de iones de hidróxido añadidos. Con la concentración conocida de base, la concentración de iones de hidróxido también se conoce y se utiliza para calcular la concentración de iones de hidrógeno en el ácido y, por extensión, la concentración de ácido.

List of Materials

  • Bureta de vidrio de 50 mL
    5
  • Bureta de plástico de 60 mL con sistema de dos válvulas
    5
  • Matraz Erlenmeyer de 250 mL
    15
  • Cilindro graduado de 10 mL
    5
  • Cilindro graduado de 50 mL
    5
  • Vaso de precipitados de 100 ml
    5
  • vaso de precipitados de 250 ml
    5
  • Vaso de 400 mL
    5
  • Varilla agitadora de vidrio
    5
  • Soporte de anillo
    5
  • Abrazadera mediana de 2 puntas
    5
  • Abrazadera de bureta
    5
  • Pipeta de 1 mL
    5
  • Puntas de pipeta de 1 mL
    75
  • Botella de polietileno de 500 ml con tapón
    5
  • Contador de caídas
    5
  • Accesorio de sonda de sensor de pH
    5
  • Tampón de calibración de pH 7.00
    -1 Depende del tamaño del laboratorio
  • Tampón de calibración pH 10.00
    -1 Depende del tamaño del laboratorio
  • Dispositivo de adquisición de datos de mano
    5
  • Unidad flash
    5
  • Stirplate
    5
  • Barra de agitación
    5
  • Pellets de NaOH
    30 g
  • 14.8 M Ácido fosfórico
    1 mL
  • Fenolftaleína
    0.1 g
  • Etanol
    5 mL
  • KHP
    20 g
  • Embudo de polvo
    3
  • vaso de precipitados de 150 mL
    1
  • Matraz Erlenmeyer de 125 mL
    1
  • Cilindro graduado de 25 mL
    1
  • Película de parafina
    1 rollo
  • Botella de polietileno de 125 mL
    2
  • Pipeta volumétrica de 1 mL
    1
  • Matraz aforado de 25 mL
    1
  • Pipeta de 5 mL
    2
  • Matraz Erlenmeyer de 25 mL
    1
  • Espátula
    2
  • Vaso de precipitados de 100 ml
    1
  • Pipeta/cuentagotas de plástico
    1
  • Frasco cuentagotas
    1
  • Frasco de vidrio de 200 ml con tapa
    1
  • Horno
    1
  • Pipetter
    1
  • Pesar barcos (al menos 10)
    -1 Depende del tamaño del laboratorio
  • Saldo (al menos 1)
    -1 Depende del tamaño del laboratorio
  • Agua desionizada
    -1 Depende del tamaño del laboratorio

Lab Prep

Fuente: Smaa Koraym de la Universidad Johns Hopkins, MD, EE.UU.

  1. Preparación de reactivosexpandir

    Aquí, mostramos la preparación del laboratorio para 10 estudiantes trabajando en parejas, con algo de exceso. Ajuste las cantidades según sea necesario.

    • Prepare 25 mL de solución de NaOH al 50% p/p. Pesar 25 g de gránulos de NaOH y añadirlos a un matraz Erlenmeyer de 125 ml.
    • Mida 25 mL de agua desionizada y añádala al matraz.
    • Agregue una barra de agitación magnética y mezcle la solución en una placa de agitación hasta que la solución parezca homogénea. Después de mezclar, cubra la abertura del matraz con una película de parafina. nota: La solución produce calor, así que deje que se enfríe antes de manipularla.
    • Una vez enfriado, use un embudo de polvo para verter la solución en una botella de polietileno etiquetada como '50% w/w NaOH'. Guarde la solución en un gabinete de almacenamiento corrosivo hasta que la necesite.
    • Prepare 25 mL de ácido fosfórico 0.5 M. Utilice una pipeta volumétrica de 1 mL para medir 0,85 mL de ácido fosfórico 14,8 M y añádalo a un matraz aforado de 25 mL.
    • Llene el matraz con agua desionizada hasta la marca de volumen. Agregue una barra de agitación magnética y mezcle la solución hasta que esté homogénea.
    • Utilice un embudo de polvo para transferir la solución a una botella de polietileno etiquetada como '0.5 M H3PO4'. Guarde la solución en un gabinete de almacenamiento corrosivo hasta que la necesite.
    • Prepare 5 mL de fenolftaleína al 1%. Utilice una pipeta volumétrica para transferir 2,5 mL de etanol a un matraz Erlenmeyer.
    • Pesar 0,05 g de fenolftaleína y añadirla al etanol. Enjuague el recipiente de pesaje con etanol para transferir la fenolftaleína residual.
    • Añade una barra de agitación y mezcla la solución hasta que la fenolftaleína se disuelva y la solución parezca homogénea.
    • Agregue otros 2.5 mL de agua desionizada al matraz y revuelva. Una vez que la solución esté bien mezclada, transfiérala a un frasco gotero etiquetado.
    • Prepare ftalato de hidrógeno de potasio seco (KHP). Pesa aproximadamente 20 g de caldo de KHP en un recipiente de vidrio con tapa.
    • Coloque el recipiente de vidrio destapado en un horno a 125 °F para secar el KHP durante la noche.
    • Cuando el KHP esté seco, asegure la tapa y colóquela en la balanza para que se enfríe.
    • Asegúrese de que haya una espátula limpia y seca, varios botes de pesaje y un vaso de precipitados de 150 ml etiquetado como 'Exceso'.
  2. Preparación del laboratorioexpandir
    • Coloque los siguientes artículos y equipos en cada estación de laboratorio (sugerimos que los estudiantes trabajen en parejas):
      1 bureta de vidrio de 50 ml
      1 bureta de plástico de 60 ml con sistema de 2 válvulas
      3 frascos Erlenmeyer de 250 mL
      1 cilindro graduado de 10 mL
      1 cilindro graduado de 50 mL
      1 vaso de precipitados de 100 ml
      1 vaso de precipitados de 250 ml
      1 vaso de precipitados de 400 mL
      1 Varilla agitadora de vidrio
      1 soporte de anillo
      1 abrazadera mediana de 2 puntas
      1 pinza de bureta
      1 pipeta de 1 mL
      15 puntas de pipeta de 1 mL
      1 botella de polietileno de 500 ml con tapón
      1 Contador de gotas
      1 sonda de sensor de pH
      1 Stirplate
      1 barra de agitación
      1 Sistema de adquisición de datos
      1 unidad flash