Download Determinación del peso molecular de un acido mediante análisis

Determinación del peso molecular de un acido mediante análisis volumétrico
Objetivos de la práctica:
➢ Conocer el concepto de titulación.
➢ Conocer las propiedades de las bases y ácidos.
➢ Estudiar las características de una base: hidróxido de sodio; y de los ácidos
orgánicos: ácido cítrico y ácido oxálico.
➢ Determinar el peso molecular del ácido cítrico y el ácido oxálico.
➢ Conocer el método de valoración volumétrica.
1. Teoría:
A continuación revisaremos algunos conceptos útiles para la realización de esta práctica
y que nos ayudarán a comprender los objetivos de la misma.
Titulación
Ácido sulfúrico, de fórmula H2SO4, es un líquido corrosivo, de gran viscosidad, incoloroy con una densidad relativa de 1,85. Tiene
un punto de fusión de 10,36 °C, un punto deebullición de 340 °C y es soluble en agua en cualquier proporción. Al mezclar
ácidosulfúrico con agua se libera una considerable cantidad de calor. A menos que la mezclase agite bien, el agua añadida se puede
calentar más allá de su punto de ebullición y laformación repentina de calor puede hacer saltar el ácido fuera del recipiente.
El ácidoconcentrado destruye la piel y la carne, y puede causar ceguera si se introduce en losojos. El mejor tratamiento en caso de
accidente es eliminar el ácido con grandescantidades de agua. A pesar del peligro potencial si se maneja sin cuidado, el
ácidosulfúrico ha sido muy importante comercialmente durante muchos años.
Los usos del ácido sulfúrico son tan variados que el volumen de su producciónproporciona un índice aproximado de la actividad
general industrial. Por ejemplo, aprincipios de la década de 1970, la producción anual de ácido sulfúrico en EstadosUnidos, el
mayor productor, sobrepasaba los 29 millones de toneladas, quecorresponden a una producción diaria de 1/3 kg por persona al año.
El ácido sulfúrico seutiliza principalmente para hacer fertilizantes, tanto superfosfato como sulfato deamonio. También se usa para
fabricar productos orgánicos, pinturas y pigmentos, yrayón, así como para refinar petróleo y procesar metales. Uno de los pocos
productos deconsumo que contienen ácido sulfúrico como tal, es la batería de plomo, que se utilizaen los automóviles.
Ácido cítrico
Líquido incoloro y corrosivo cuya fórmula química es HNO3. Los alquimistasmedievales lo conocían como aqua fortis (agua
fuerte). El ácido nítrico se obtienecomercialmente por la acción del ácido sulfúrico sobre nitrato de sodio. También se
puede preparar por oxidación catalítica del amoníaco. Es un ácido fuerte y un agente
oxidante poderoso.
El ácido nítrico concentrado de uso comercial contiene un 71% de HNO3 y el resto deagua. El ácido nítrico fumante, también
empleado comercialmente, está compuesto deácido nítrico y óxido de nitrógeno gas en solución. Presenta un color rojizo o pardo y
esmás activo que otras formas de ácido nítrico. Se emplean en síntesis químicas, en lanitración de materiales orgánicos para formar
compuestos nitrogenados (compuestosque tienen un grupo NO2) y en la fabricación de tintes y explosivos. El ácido nítricotiene un
punto de fusión de -42 °C y un punto de ebullición de 83 °C.
Las sales del ácido nítrico se denominan nitratos. El nitrato de potasio, o salitre, y elnitrato de sodio son los nitratos más importantes
comercialmente. Casi todos los nitratosson solubles en agua. Una de las excepciones es el subnitrato de bismuto,
BiONO3·H2O,utilizado en medicina para el tratamiento de trastornos intestinales. El amitol, un potenteexplosivo, es una mezcla de
nitrato de amonio y trinitrotolueno (TNT). La reacción delácido nítrico con compuestos orgánicos produce importantes nitratos,
como lanitroglicerina y la nitrocelulosa. Los nitratos de calcio, sodio, potasio y amonio seemplean como fertilizantes que
proporcionan nitrógeno para el crecimiento de las plantas.
Ácido oxálico
El ácido clorhídrico, hidroclórico o todavía ocasionalmente llamado, ácido muriático(por su extracción a partir de sal marina), es
una disolución acuosa del gas cloruro dehidrógeno (HCl). Es muy corrosivo y ácido. Se emplea comúnmente como reactivoquímico
y se trata de un ácido fuerte que se disocia completamente en disoluciónacuosa. Una disolución concentrada de ácido clorhídrico
tiene un pH de menos de 1;una disolución de HCl 1 M da un pH de 1 (Con 4 cm3 presentes en el agua es suficientepara matar al ser
humano, en un litro de agua. Y al disminuir el ph provoca la muerte detoda la flora y fauna).
A temperatura ambiente, el cloruro de hidrógeno es un gas incoloro ligeramenteamarillo, corrosivo, no inflamable, más pesado que
el aire, de olor fuertemente irritante.Cuando se expone al aire, el cloruro de hidrógeno forma vapores corrosivos densos decolor
blanco. El cloruro de hidrógeno puede ser liberado por volcanes.
El cloruro de hidrógeno tiene numerosos usos. Se usa, por ejemplo, para limpiar, tratary galvanizar metales, curtir cueros, y en la
refinación y manufactura de una ampliavariedad de productos. El cloruro de hidrógeno puede formarse durante la quema demuchos
plásticos. Cuando entra en contacto con el agua, forma ácido clorhídrico. Tantoel cloruro de hidrógeno como el ácido clorhídrico
son corrosivos.
Hidróxido de sodio
Zinc, de símbolo Zn, elemento metálico blanco azulado que tiene muchas aplicacionesindustriales. Es uno de los elementos de
transición del sistema periódico; su númeroatómico es 30. Los minerales de cinc se conocen desde hace mucho tiempo, pero el
cincno fue reconocido como elemento hasta 1746, cuando el químico alemán AndreasSigismund Marggraf aisló el metal puro
calentando calamina y carbón de leña.
El metal se usa principalmente como capa protectora o galvanizador para el hierro y elacero, y como componente de distintas
aleaciones, especialmente del latón. También seutiliza en las placas de las pilas (baterías) eléctricas secas, y en las fundiciones a
troquel.El óxido de cinc, conocido como cinc blanco, se usa como pigmento en pintura.También se utiliza como rellenador en
llantas de goma y como pomada antiséptica enmedicina. El cloruro de cinc se usa para preservar la madera y como fluido soldador.
Elsulfuro de cinc es útil en aplicaciones relacionadas con la electroluminiscencia, la fotoconductividad, la semiconductividad y otros
usos electrónicos; se utiliza en los tubos de las pantallas de televisión y en los recubrimientos fluorescentes
Equivalente-gramo
El aluminio es un elemento químico, de símbolo Al y número atómico 13. Se trata de unmetal no ferroso. Es el tercer elemento más
común encontrado en la corteza terrestre.Los compuestos de aluminio forman el 8% de la corteza de la tierra y se
encuentranpresentes en la mayoría de las rocas, de la vegetación y de los animales.[1] En estadonatural se encuentra en muchos
silicatos (feldespatos, plagioclasas y micas). Comometal se extrae del mineral conocido con el nombre de bauxita, por
transformaciónprimero en alúmina mediante el proceso Bayer y a continuación en aluminio medianteelectrólisis.
Este metal posee una combinación de propiedades que lo hacen muy útil en ingenieríamecánica, tales como su baja densidad (2.700
kg/m3) y su alta resistencia a la corrosión.Mediante aleaciones adecuadas se puede aumentar sensiblemente su resistenciamecánica
(hasta los 690 MPa). Es buen conductor de la electricidad, se mecaniza confacilidad y es relativamente barato. Por todo ello es desde
mediados del siglo XX[2] elmetal que más se utiliza después del acero.
Fue aislado por primera vez en 1825 por el físico danés H. C. Oersted. El principalinconveniente para su obtención reside en la
elevada cantidad de energía eléctrica querequiere su producción.
Hierro
Hierro (química), de símbolo Fe (del latínfer r um , ‘hierro’), es un elemento metálico,magnético, maleable y de color blanco
plateado. Tiene de número atómico 26 y es unode los elementos de transición del sistema periódico.
El hierro puro, preparado por la electrólisis de una disolución de sulfato de hierro (II),tiene un uso limitado. El hierro comercial
contiene invariablemente pequeñas cantidadesde carbono y otras impurezas que alteran sus propiedades físicas, pero éstas
puedenmejorarse considerablemente añadiendo más carbono y otros elementos de aleación.
La mayor parte del hierro se utiliza en formas sometidas a un tratamiento especial,como el hierro forjado, el hierro colado y el acero.
Comercialmente, el hierro puro seutiliza para obtener láminas metálicas galvanizadas y electroimanes. Los compuestos dehierro se
usan en medicina para el tratamiento de la anemia, es decir, cuando desciendela cantidad de hemoglobina o el número de glóbulos
rojos en la sangre.
Según estimaciones para 2000, la producción anual de hierro se situaba en torno a los
1.010 millones de toneladas.
Magnesio
El magnesio es el elemento químico de símbolo Mg y número atómico 12. Su masa
atómica es de 24,305 u.
Los compuestos de magnesio, principalmente su óxido, se usan como materialrefractario en hornos para la producción de hierro y
acero, metales no férreos, cristal ycemento, así como en agricultura e industrias químicas y de construcción.
El uso principal del metal es como elemento de aleación del aluminio, empleándose lasaleaciones aluminio-magnesio en envases de
bebidas. Las aleaciones de magnesio,especialmente magnesio-aluminio, se emplean en componentes de automóviles, comollantas, y
en maquinaria diversa. Además, el metal se adiciona para eliminar el azufredel acero y el hierro.
Cobr
Cobre, de símbolo Cu, es uno de los metales de mayor uso, de apariencia metálica ycolor pardo rojizo. El cobre es uno de los
elementos de transición de la tabla periódica,y su número atómico es 29.
El cobre tiene una gran variedad de aplicaciones a causa de sus ventajosas propiedades,como son su elevada conductividad del calor
y electricidad, la resistencia a la corrosión,así como su maleabilidad y ductilidad, además de su belleza. Debido a su
extraordinariaconductividad, sólo superada por la plata, el uso más extendido del cobre se da en laindustria eléctrica. Su ductilidad
permite transformarlo en cables de cualquier diámetro,a partir de 0,025 mm. La resistencia a la tracción del alambre de cobre
estirado es deunos 4.200 kg/cm2. Puede usarse tanto en cables y líneas de alta tensión exteriores comoen el cableado eléctrico en
interiores, cables de lámparas y maquinaria eléctrica engeneral: generadores, motores, reguladores, equipos de señalización,
aparatoselectromagnéticos y sistemas de comunicaciones.
1.Observaciones y recomendaciones:
➢ Se recomienda seguir estrictamente el procedimiento de la práctica, a fin de tener
óptimos resultados.
➢ Tener mucho cuidado en poner la cantidad correcta de agua en el matraz
volumétrico, es decir no pasarse del aforo ni poner una cantidad menor a los 100 mL.
➢ No perder ni un solo miligramo de la muestra de ácido, ya que de esto depende que
obtengamos un buen resultado en la práctica.
➢ Colocar la cantidad indicada de fenolftaleína en la solución del ácido.
➢ Tener la precaución de anotar el volumen inicial de hidróxido de sodio que hay en la
bureta.
➢ Tener cuidado cuando se abra la llave de la bureta para que el hidróxido de sodio
caiga en la solución ácida, tener en cuenta que el hidróxido de sodio debe caer gota agota en la solución ácida para poder emplear el
método de valoración volumétrica, deesto depende el éxito de la práctica.
1.Conclusiones:
Se estudió las propiedades de las bases y ácidos, así como las diferencias que existen
entre ellos.
Se estudió las características del hidróxido de sodio, el ácido cítrico y el ácido oxálico.
Se empleó en método de análisis volumétrico o titulación para determinar el peso
molecular de un ácido orgánico.
Se determinó el peso molecular del ácido orgánico (3H+).
De acuerdo a los resultados obtenidos, se concluye que la muestra de ácido orgánico
(3H+) corresponde al ácido cítrico.
Se establece que el procedimiento empleado en esta práctica sirve para poder calcular el
peso molecular de cualquier ácido.
Indicadores y pH
2.Objetivos de la práctica:
➢Conocer el concepto de indicador.
➢Conocer las aplicaciones de los indicadores.
➢Conocer el concepto de pH.
➢Establecer la importancia de medir el pH en diferentes sustancias.
➢Determinar el pH experimental de las soluciones ácidas y básicas de diferentes concentraciones, de acuerdo a la
coloración que presenten mediante el uso de indicadores.
1. Teoría:
A continuación revisaremos algunos conceptos útiles para la realización de esta práctica y que nos ayudarán a comprender los
objetivos de la misma.
Indicador
En química, un indicador es una sustancia que siendo ácidos o bases débiles al añadirse a una muestra sobre la que se desea
realizar el análisis, se produce un cambio físico que es apreciable, generalmente, un viraje de color; esto ocurre porque estas
sustancias sin ionizar tienen un color distinto que al ionizarse.Este cambio en el indicador se produce debido a que durante el
análisis se lleva a cabo un cambio en las condiciones de la muestra e indica el punto final de la valoración. El funcionamiento y
la razón de este cambio varía mucho según el tipo de valoración y el indicador.Los indicadores más usados son:Indicador de pH,
detecta el cambio del pH. Por ejemplo, la fenolftaleína.Son aquellas sustancias que sirven tienen la desventaja de que son
temporales.
pH
El pH es una medida de la acidez o basicidad de una solución.
Desde entonces, el término "pH" se ha utilizado universalmente por lo práctico que resulta para evitar el manejo de
cifras largas y complejas. En disoluciones diluidas, en lugar de utilizar la actividad del ion hidrógeno, se le puede
aproximar empleando la concentración molar del ion hidrógeno.
El valor del pH se puede medir de forma precisa mediante un potenciómetro, también conocido como pH-metro, un
instrumento que mide la diferencia de potencial entre dos electrodos: un electrodo de referencia (generalmente de
plata/cloruro de plata) y un electrodo de vidrio que es sensible al ión hidrógeno.También se puede medir de forma
aproximada el pH de una disolución empleando indicadores, ácidos o bases débiles que presentan diferente color
según el pH. Generalmente se emplea papel indicador, que se trata de papel impregnado de una mezcla de indicadores.
Algunos compuestos orgánicos que cambian de color en función del grado de acidez del medio en que se encuentren se
utilizan como indicadores cualitativos para la determinación del pH. El papel de litmus o papel tornasol es el indicador
mejor conocido. Otros indicadores usuales son la fenolftaleína y el naranja de metilo.
•A pesar de que muchos potenciómetros tienen escalas con valores que van desde 1 hasta 14, los valores de pH pueden ser
menores que 1 y mayores que 14. Por ejemplo el ácido de batería de automóviles tiene valores cercanos de pH menores
que uno, mientras que el hidróxido de sodio 1 M varía de 13,5 a 14.
•Un pH igual a 7 es neutro, menor que 7 es ácido y mayor que 7 es básico a 25 ºC. A distintas temperaturas, el valor de pH
neutro puede variar debido a la constante de equilibrio del agua (Kw).La determinación del pH es uno de los procedimientos
analíticos más importantes y más usados en ciencias tales como química, bioquímica y la química de suelos. El pH
determina muchas características notables de la estructura y actividad de las biomacromoléculas y, por tanto, del
comportamiento de células y organismos.
Ácido acético
El ácido acético, o su forma ionizada, el acetato, es un ácido que se encuentra en el vinagre, siendo el principal
responsable de su sabor y olor agrios. Su fórmula es CH3-COOH (C2H4O2). De acuerdo con la IUPAC se denomina
sistemáticamente ácido etanoico.Es el segundo de los ácidos carboxílicos, después del ácido fórmico o metanoico, que sólo
tiene un carbono, y antes del ácido propanoico, que ya tiene una cadena de tres carbonos
Aplicaciones:
•En apicultura es utilizado para el control de las larvas y huevos de las polillas de la cera, enfermedad denominada galleriosis,
que destruyen los panales de cera que las abejas melíferas obran para criar o acumular la miel.
•Sus aplicaciones en la industria química van muy ligadas a sus ésteres, como son el acetato de vinilo o el acetato de
celulosa (base para la fabricación de lalo, rayón, celofán...)
•Son ampliamente conocidas sus propiedades como mordiente en soluciones fijadoras, para la preservación de tejidos
(histología), donde actúa empíricamente como fijador de nucleoproteínas, y no así de proteínas plasmáticas, ya sean
globulares o fibrosas. (Resultados avalados por J. Baker)
•Otros de sus usos en la medicina es como tinte en las colposcopias para detectar la infección por virus de papiloma humano,
cuando el tejido del cervix se tiñe de blanco con el ácido acetico es positivo para infección de virus de papiloma humano, a esta
tinción se le conoce como aceto blanco positivo.
•También sirve en la limpieza de manchas de la casa en general.
Ácido clorhídrico
El ácido clorhídrico, hidroclórico o todavía ocasionalmente llamado, ácido muriático (por su extracción a partir de sal
marina), es una disolución acuosa del gas cloruro de hidrógeno (HCl). Es muy corrosivo y ácido. Se emplea comúnmente
como reactivo químico y se trata de un ácido fuerte que se disocia completamente en disolución acuosa. Una disolución
concentrada de ácido clorhídrico tiene un pH de menos de 1; una disolución de HCl 1 M da un pH de 1 (Con 4 cm3 presentes
en el agua es suficiente para matar al ser humano, en un litro de agua. Y al disminuir el ph provoca la muerte de toda la flora y
fauna).A temperatura ambiente, el cloruro de hidrógeno es un gas incoloro ligeramente amarillo, corrosivo, no inflamable,
más pesado que el aire, de olor fuertemente irritante. Cuando se expone al aire, el cloruro de hidrógeno forma vapores
corrosivos densos de color blanco. El cloruro de hidrógeno puede ser liberado por volcanes.El cloruro de hidrógeno tiene
numerosos usos. Se usa, por ejemplo, para limpiar, tratar y galvanizar metales, curtir cueros, y en la refinación y
manufactura de una amplia variedad de productos. El cloruro de hidrógeno puede formarse durante la quema de
muchos plásticos. Cuando entra en contacto con el agua, forma ácido clorhídrico. Tanto el cloruro de hidrógeno como el ácido
clorhídrico son corrosivos.
Hidróxido de sodio
El hidróxido de sodio (NaOH) o 'hidróxido sódico, también conocido como sosa cáustica o soda cáustica, es un hidróxido
cáustico usado en la industria (principalmente como una base química) en la fabricación de papel, tejidos, y detergentes.
Además es usado en la Industria Petrolera en la elaboración de Lodos de Perforación base Agua.A temperatura ambiente, el
hidróxido de sodio es un sólido blanco cristalino sin olor que absorbe humedad del aire (higroscópico). Es una sustancia
manufacturada. Cuando se disuelve en agua o se neutraliza con un ácido libera una gran cantidad de calor que puede ser
suficiente como para encender materiales combustibles. El hidróxido de sodio es muy corrosivo. Generalmente se usa en forma
sólida o como una solución de 50%.El hidróxido de sodio se usa para fabricar jabones, rayón, papel, explosivos, pinturas y
productos de petróleo. También se usa en el procesamiento de textiles de algodón, lavandería y blanqueado,
revestimiento de óxidos, galvanoplastia y extracción electrolítica. Se encuentra comúnmente en limpiadores de desagües y
hornos.
1.
Observaciones y recomendaciones:
➢Se recomienda seguir estrictamente el procedimiento de la práctica, a fin de tener óptimos resultados.
➢Tener mucho cuidado en agregar la cantidad correcta de agua en los tubos de ensayo, para que se preparen de manera
correcta las soluciones con sus respectivas concentraciones.
➢Colocar la cantidad indicada (2 gotas) de indicador en las soluciones ácidas y básicas.
➢En caso de sobrepasarse con 1 o 2 gotas de indicador en un tubo de ensayo, se deberá igualar las gotas de indicador a los
demás tubos de ensayo.
➢Tener el cuenta que la escala es diferente tanto para los ácido como para las bases y se debe comprar la coloración en la
escala correcta.
➢Para una buena observación, acercar el tubo de ensayo a la luz, preferiblemente acercar a la ventana.
Conclusiones:
Se estudió el concepto de indicadores y pH.Se estableció algunas aplicaciones de los indicadores y el pH.Se estudió las
características del ácido acético.Se determinó el pH de algunas soluciones ácidas y básicas a diferentes concentraciones, de
acuerdo a la coloración que presentaron mediante el uso de indicadores.Se calculó además el pH teórico de las soluciones
ácidas y básicas mediante el uso de fórmulas vistas en la teoría.Se logró determinar las concentraciones de las soluciones acidas
y básicas