Curvas de titulacion acido monoprotico debil

Resumen

El punto de equivalencia en una curva de titulación resulta ser de mucha importancia, existiendo varios métodos para su obtención en titulaciones “mol-por-mol”, realizaremos el estudio de 4 de ellas: 1.- Grafica de ∆pH/∆ml vsr volumen agregado, 2.-pH vrs volumen agregado, 3.- ∆(∆pH/∆ml) vrs volumen agregado, y 4.- círculos tangentes, ya que estos su punto de equivalencia coincide consu punto de inflexión.

En la práctica realizada se llevó a cabo una titulación de ácido débil (acido acético) con una base fuerte (hidróxido de sodio), con el objetivo de hallar a partir de datos experimentales de potencial de hidrogeno (pH), tanto el punto de equivalencia como el valor de la constante de equilibrio del ácido (Ka).

Se armó el sistema respectivo para la titulación con unsoporte universal, pinsas, erlenmeyer, bureta; Luego se vertió en la bureta una solución de NaOH de una concentración 0.1M, así como en el erlenmeyer se vertió una alícuota de 20 ml de ácido acético 0.1M. Se midió el pH de la solución ácida con ayuda de un potenciómetro, luego se vertió volúmenes de 1ml de hidróxido de sodio hasta alcanzar el cambio de viraje de color tomando el pH de la solución encada punto. Al llegar al punto final o de viraje, se vertió volúmenes de 2 ml hasta alcanzar un desplazamiento total de 32 mL de NaOH.

Por último se procedió con la limpieza, neutralización y desecho de los reactivos. Se trabajó en condiciones de 0.84 atm de presión y 23oC de temperatura.

Resultados

Gráfica No. 1
Aproximación a la primera derivada del pH en función del volumen debase agregado.

Fuente: Datos calculados


Gráfica No. 2
pH en función del volumen de base agregado.

Fuente: Datos calculados


Gráfica No. 3
Aproximación a la segunda derivada del pH en función del volumen de base agregado

Fuente: Datos calculados

Grafica No 4
Círculostangentes

Fuente: Datos calculados

Tabla No. 1

Comparación de los valores de Ka obtenidos por los distintos métodos y del punto real de equivalencia de pH vs Vol (ml)

Método | Veq (en mL) | ½ Veq (en mL) | pH = pKa | Ka |
dpH / dV | 25 | 12.5 | 4.3810 | 4.15910 E-05 |
pH | 25.5 | 12.75 | 4.4029 | 3.95576 E-05 |
d2pH / dV2 | 24.5 | 12.25 | 4.3599 | 4.36573 E-05 |
Círculostangentes | 25.5 | 12.75 | 4.4029 | 3.95576 E-05 |
Valor Teórico | ------ | ------- | 4.74 | 1.80E-05 |

Fuente: Datos calculados

Discusión de Resultados

La determinación del volumen de titilante en el punto de equivalencia a partir de la curva que resulta al trazar pH en función del volumen agregado implica en primer lugar la localización del punto de inflexión de esta curva, ya que paratitulaciones de mol-por-mol el punto de inflexión coincide con el punto de equivalencia, por esta razón se obtuvo una ecuación empírica para poder determinar los valores mas exactos posibles en la escala de pH, dando un coeficiente de correlación (R2) =0.9119

Para el método de la primera derivada se tomo como valor del volumen de equivalencia el punto mas alto de esta grafica, que por concepto esun máximo absoluto, teniendo un volumen de 25 ml, lo cual corresponde un pKa de 4.3810 equivalente a una Ka 4.15910 E-05; para el segundo método (pH vs Vol) se obtuvo un volumen de equivalencia de 25.5 ml con una Ka=3.95576 E-05; asi mismo para el método de la segunda derivada el valor fue de 24.5 ml con una Ka= 4.36573 E-05; el ultimo método, círculos tangentes presento un volumen de equivalenciade 25.5 ml con una Ka=3.95576E-05.

La constante Ka puede ser determinada por estos medios, ya que existe un punto en donde el pH de la solución, es igual en magnitud al pKa, el cual se encuentra a la mitad del volumen de equivalencia de la solución (1).

Ahora bien, para la determinación de este punto de equivalencia, no se pudo simplemente tomar el volumen de viraje de la titulación, ya...