volumetria de acido base, Resúmenes de Química Analítica

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VOLUMETRIA ÁCIDO BASE

El estudio de los equilibrios ácido-base constituye el fundamento de las valoraciones

ácido-base o volumetrías de neutralización.

CONCEPTO DE ÁCIDOS Y BASES

Ácido

Especie que puede producir un protón transformándose en una base (carácter protogénico)

Especie capaz de aceptar un protón transformándose en un ácido (carácter protofílico) Base

ACIDO + H

2

O

BASE + H

3

O

PAR CONJUGADO

ÁCIDO/BASE

El ácido y la base son mutuamente

dependientes en este equilibrio:

SISTEMA CONJUGADO

BASE + H

2

O ACIDO + OH

K

b

= cte. de basicidad

K

b

OH

ACIDO

BASE

K

a

= cte. de acidez

ACIDO

K

a

H

3

O

BASE

DOCENTE: Q.F. MONICA A. CALLE VILCA

CONCEPTO DE EQUILIBRIO ÁCIDO-BASE

Estos equilibrios NO PUEDEN DARSE AISLADAMENTE, para que la reacción se produzca son necesarios DOS

SISTEMAS CONJUGADOS ÁCIDO-BASE

Una REACCIÓN ÁCIDO-BASE consiste en la transferencia de un protón de un sistema conjugado a otro

ACIDO

1

+ BASE

2

BASE

1

+ ACIDO

2

Generalmente el segundo sistema es el disolvente y como el más frecuente es el agua:

HCl + H

2

O

Cl

-

+ H

3

O

+

HAc + H

2

O Ac

-

+ H

3

O

+

H

2

O + NH

3

OH

-

+ NH

4

+

El catión H

3

O

(ión hidronio)

es el ácido conjugado de la base H

2

O

El anión OH

(ión hidróxido o hidroxilo)

es la base conjugada del ácido H

2

O

DOCENTE: Q.F. MONICA A. CALLE VILCA

El agua tiene

carácter

ANFIPRÓTICO,

puede comportarse

como ácido y como

base:

H

2

O

Base frente a

ácidos

Ácido frente

a bases

H

2

O + H

2

O H

3

O

+ OH

(ácido 1) (base 2) (ácido 2) (base 1)

Reacción de autoprotólisis

CTE DE AUTOPROTOLISIS DEL AGUA

PRODUCTO IÓNICO DEL AGUA

K

W

H

3

O

OH

El valor de K

w

aumenta con la Tª

pK

w

= - log K

w

K

W

a 25 ºC

En agua pura:

H

3

O

= OH

= √K

w

M

DOCENTE: Q.F. MONICA A. CALLE VILCA

Concepto y escala de pH

pH = - log a H

3

O

= - log

H

3

O

pOH = - log OH

H

3

O

• pH

OH

-pOH

Sörensen (1929)

Según la IUPAC:

“ El pH es igual al menos logaritmo decimal de la actividad del

protón”

Escala de pH

pH + pOH = pK

W

Escala de 14 unidades a 25 ºC

pH disolución 1,00 M en

H

3

O

+

pH disolución 1,00 M en

OH

-

ÁCIDO NEUTRO BÁSICO

7

DOCENTE: Q.F. MONICA A. CALLE VILCA

FUERZA DE ÁCIDOS Y BASES

FUERZA

La facilidad de un ácido para ceder un protón y la de una base

para aceptarlo

Cuando un ácido o una base se disuelve en agua se disocia o se ioniza:

TOTALMENTE: ácidos o bases FUERTES Ka o Kb

PARCIALMENTE: ácidos o bases DÉBILES Ka o Kb finita

Ácido

fuerte

Ácido débil

Base fuerte

Base

débil

Cede fácilmente un protón

Acepta fácilmente un protón

Cede con dificultad un protón

Acepta un protón con dificultad

Ejemplos:

HCl, HClO

4

, HNO

3

, H

2

SO

4

NaOH, KOH, Ba(OH)

2

, Ca(OH)

2

CH

3

COOH, H

2

CO

3

, HCN, HF

NH

3

,C

6

H

5

NH

2

, CH

3

NH

3

Cl

DOCENTE: Q.F. MONICA A. CALLE VILCA

K

a

H

3

O

HA

A

K

b

OH

HA

A

HA+ H

2

O A

+ H

3

O

A

+ H

2

O HA + OH

K

a

. K

b

H

3

O

HA

A

OH

HA

A

= H

3

O

OH

K

W

Cuanto mayor es K

a

menor es K

b

Cuanto más fuerte es un ácido, más débil es su base conjugada y viceversa

K

a

. K

b

= K

W

pK

a

+ pK

b

= pK

W

DOCENTE: Q.F. MONICA A. CALLE VILCA

Relación entre K

a

y K

b

de un par ácido-base conjugado

E.P. DE CIENCIAS

FARMACÉUTICAS Y

BIOQUÍMICA

Supongamos que se valora una alícuota de 50,00 mL de HCl 0,0500N con NaOH 0,1000N (HCl en el erlenmeyer y el

valorante NaOH en la bureta).

El primer paso consiste en escribir la reacción química entre el agente valorante y el analito. Luego emplear esa

reacción para calcular la composición y el pH después de cada adición de valorante.

Reacción de valoración: HCl +NaOH NaCl + H2O

V

(HCl)

.N

(HCl)

= V

(NaOH)

.N

(NaOH)

50 x 0.05000 = V x 0.

V = 50 x 0.0500/0.

V = 25,00 ml

Hagamos ahora el cálculo del pH para cada una de las regiones:

[H+] = Ca (concentración analítica del ácido) = 0,0500 N pH = -log [H+]= 1,

a) El pH al inicio (antes del agregado de la base)

E.P. DE CIENCIAS

FARMACÉUTICAS Y

BIOQUÍMICA

b) El pH antes del punto equivalente

Supongamos que hemos añadido, por ejemplo, 10,00 mL de la base (este agregado se encuentra antes del punto

de equivalencia).

c) El pH en el punto de equivalencia:

En este punto, el número de equivalentes del ácido será igual al de la base:

Va x Na = Vb x Nb K

a

. K

b

= K

W

50 X 0.0500 – 10X 0.

60

pH = 1.

E.P. DE CIENCIAS

FARMACÉUTICAS Y

BIOQUÍMICA

Se valora 25ml de KOH 0.065N con HCl 0.078 N

Determine:

a) Nombre de la reacción:

b) pH en neutralización total:

c) Volumen de HCl para alcanzar el punto de equivalencia:

d) pH antes del punto de equivalencia al añadir 15ml

e) pH después del punto de equivalencia al añadir 25ml

E.P. DE CIENCIAS

FARMACÉUTICAS Y

BIOQUÍMICA

Se toma 1g de NaOH y se disuelve en 50ml de agua. De esta

solución, se saca una alicuota de 10ml y se valora con 8ml de HCl

0.1M.

Determine:

a) Molaridad de la solución 10ml de NaOH:

b) Tipo de reacción:

c) pH en el punto de equivalencia:

d) pH al añadir 3 ml de HCl:

e) PH al añadir 15ml de HCl:

f) Porcentaje en peso de NaOH: