EXPERIENCIA N°8: LEY DE EQUILIBRIO QUÍMICO Y PRINCIPIO DE LE CHATELIER Andrea Coronado Jiménez, Gredys Quiñones Romero, Carlos Rodríguez Meriño. RESUMEN Para la realización de la práctica inicialmente se midió el pH de varias soluciones con la ayuda del papel indicador, se aprendió a diferenciar entre un ácido y una base para así entender cómo funcionan los sistemas amortiguadores, para lo cual se prepararon las respectivas soluciones buffer para la obtención de los resultados. PALABRAS CLAVES: ácido, base, pH, solución amortiguadora. 1. INTRODUCCIÓN 2. METODOLOGIA EXPERIMENTAL A. Se agregó 0,5 ml de ácido clorhídrico al 0,1 M en un tubo de ensayo y se introdujo una tira de papel universal registrando su pH. B. Se repitió el mismo procedimiento con ácido acético, acetato de sodio, carbonato de sodio, bicarbonato de sodio, hidroxico de sodio y amoniaco. E. Se preparon cuatro sistemas buffer cada uno en un beaker de la siguiente forma: Midiendo el pH de cada uno de ellos con el papel indicador. F. se dividió el buffer 1 en 4 tubos de ensayo de 5ml cada uno, al primer tubo se le agrego dos gotas de fenolftaleína anotando el color que presentaba y se le agrego 0,5 ml de HCl se mezcló y se midió el pH con el papel indicador. Al segundo tubo de ensayo se le agrego dos gotas de anaranjado de metilo anotando el color que presentaba y se le agrego 0,5 ml de NaOH se mezcló y se midió el pH con el papel indicador. Al tercer tubo de ensayo se le agrego dos gotas de fenolftaleína y al tubo cuatro dos gotas de anaranjado de metilo registrando las observaciones. G. En dos tubos de ensayo se colocó 5 ml de agua destilada. Al tubo 1 se le agrego dos gotas de fenolftaleína y 0,5 ml de HCl y al tubo 2 se le agrego 2 gotas de anaranjado de metilo y 0,5 ml de NaOH. Midiendo el pH de cada tubo de ensayo H. En dos tubos de ensayo se colocó 5 ml de agua destilada, se agregó dos gotas de fenolftaleína al primero y dos gotas de anaranjado de metilo al segundo y se midió el pH de cada uno de ellos. Luego de esto, se adiciono 0,5 ml NaOH a los dos tubos de ensayo se mezcló y se midió el pH de cada uno con ayuda del papel indicador. I. Se repitió el procedimiento del ítem F. esta vez con los buffers II, III, IV, pero esta vez solo se realizaron lo que se hizo con los dos primeros tubos de ensayo. 3. RESULTADOS Y DISCUSÍON AyB SOLUCIONES HCl CH3COOH CH3COONa Na2CO3 NaHCO3 NH4OH NaOH pH 1 3 6 11 9 12 13 E. SOLUCIONES BUFFER 10 ml CH3COOH + 10 ml CH3COONa 1 ml CH3COOH + 10 ml CH3COONa 5 ml Na2CO3 + 5 ml NaHCO3 1 ml Na2CO3 + 10 ml NaHCO3 1. 2. 3. 4. F, I. BUFFER I. Tubo 1: Se mantuvo incoloro con un pH de 4 Tubo 2: Tomó una coloración amarilla con un pH de 5 Tubo 3: Se mantuvo incoloro Tubo 4: Tomó una coloración amarilla BUFFER II Tubo 1: Se mantuvo incoloro con un pH de 5 Tubo 2: Tomó una coloración amarilla con un pH de 6 BUFFER III Tubo 1: Tomó una coloración fucsia con un pH de 10 Tubo 2: Tomó una coloración amarilla con un pH de 11 BUFFER IV Tubo 1: Tomó una coloración rosada con un pH de 9 Tubo 2: Tomó una coloración amarilla con un pH de 10 G. pH 4 5 10 9 Tubo 1, pH: 2 Tubo 2, pH: 11 Tubo 1, solo con fenolftaleína presento un pH de 5 y al agregar el NaOH su pH fue de 12 Tubo 2, solo con anaranjado de metilo presento un pH de 5 y al agregar NaOH su pH fue de 11. H. Los valores de pH obtenidos en la práctica no se alejan mucho con respecto a los valores teóricos, puesto que, no hay diferencia significativa como lo muestra la siguiente tabla: BUFFER VALORES TEORICOS I II III IV 4.8 4.8 10.3 10.3 VALORES EXPERIMENTALES 4 5 10 9 Al añadir acido o base a las soluciones buffer este no cambia, debido a que una disolución amortiguadora está compuesta de, un ácido débil o una base débil y su sal; es decir, ambos componentes deben estar presentes; un ejemplo claro en la experiencia es al mezclar cantidades molares semejantes de ácido acético (CH3COOH) y de su sal acetato de sodio (CH3COONa) en medio acuoso. Se supone que las concentraciones en el equilibrio del ácido y de la base conjugada (que proviene del CH3COONa) son iguales a las concentraciones iniciales 𝐻2 𝑂 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝑁𝑎(𝑠) → − − 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂(𝑎𝑐) + 𝑁𝑎(𝑎𝑐) Al añadir el ácido HCl, la base conjugada CH3COO- del sistema amortiguador consumirá los iones H+ de acuerdo con la ecuación + − 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂(𝑎𝑐) + 𝐻(𝑎𝑐) → 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻(𝑎𝑐) Al añadir la base NaOH, el ácido de éste neutraliza los iones OH− − 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻(𝑎𝑐) + 𝑂𝐻(𝑎𝑐) → 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂(𝑎𝑐) + 𝐻2 𝑂(𝑙) De esta manera funcionan las soluciones buffer para que no haya cambios drásticos de pH Al preguntarnos cuál de los sistemas amortiguadores es el mejor o el más eficientes depende de la capacidad amortiguadora, es decir, la efectividad de la disolución amortiguadora, depende de la cantidad de ácido y de base conjugada que tenga la disolución, en este orden de ideas las mejores soluciones amortiguadoras son aquellas que tienen una proporción igual de ácido-base y sal similares, Cuanto mayor sea esta cantidad, mayor será la capacidad amortiguadora. un sistema amortiguador suele representarse como sal-ácido o base conjugada-ácido. 4. CONCLUSIONES Para medir el pH de una disolución se pueden emplear dos métodos en función de la precisión con que se quiere hacer la medida, en la práctica realizada se utilizó la medida con indicadores, que varía reversiblemente de color en función del pH del medio en que están disueltas. En las soluciones utilizadas se añadió directamente la tira de papel indicador a la disolución, sin embargo, estas medidas no son muy precisas, para la realización de medidas exactas se utiliza el pH-metro, que mide el pH por un método potenciómetrico. Basándonos en la teoría de Bronsted-Lowry podemos diferenciar un ácido de una base, entendiendo así que el ácido son compuestos que pueden donar un protón y las bases son los compuestos que pueden aceptar un protón. Con base en los resultados podemos afirmar que en las soluciones buffer el pH que se obtuvo es el mismo al agregar una determinada cantidad de un ácido en este caso el HCl, comprobando así la capacidad de las soluciones amortiguadoras de resistir cambios bruscos en el pH. 5. REFERENCIAS Quimica general. (2011). Obtenido http://corinto.pucp.edu.pe/quimicageneral/contenido/368-soluciones-buffer-oamortiguadoras.html Raffino, M. (12 de febrero de 2020). https://concepto.de/. Obtenido https://concepto.de/ph/ de de
