El Pk De Indicadores. Terminado.docx

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES FACULTAD DE CIENCIAS PURAS Y NATURALES CARRERA DE CIENCIAS QUIMICAS

MATERIA: LABORATORIO DE QUIMICA II DOCENTE: Dr. H. CASTAÑETA AUXILIAR: JAIME CHOQUE CARRERA: CIENCIAS QUIMICAS GESTION 2011

"Para empezar un gran proyecto, hace falta valentía. Para terminar un gran proyecto, hace falta perseverancia."

DETERMINACION DEL pK DE INDICADORES Y DE UN ÁCIDO DÉBIL

OBJETIVO GENERAL Aprender a determinar el pK de indicadores, del p𝐾𝑎 del acido benzoico y del pK del indicador de los pétalos de rosa. OBJETIVO ESPECÍFICO -

Aprender a calcular el 𝑝𝐾𝑖𝑛𝑑 del azul de bromofenol y de los pétalos de rosa Aprender a calcular el 𝑝𝐾𝑎 del acido benzoico

ASPECTOS TEÓRICOS Para el indicador, Hind, el pH es: pH = pKind + log Donde:

[Ind] [HInd]

pKind = - log Kind [Ind-] = forma basica del indicador [HInd] = forma acida del indicador

Entonces, si se establece la relacion [Ind-] / [HInd] para una solucion de pH conocido, puede calcularse el pkind. En este experimento se agrega el indicador a un regulador de pH conocido. El cociente [Ind-] / [HInd] en el regulador se determina igualando los colores en los pares de tubos de ensayo que contienenindicador y distintas relaciones de concentracion de acido y base. Cada paar de tubos da una relacion [Ind-] / [HInd] diferente, pero conocida. En forma analoga,para un acido debil HA pH = pKa + log

− [A ] [HA]

En una solucion reguladora en que las concentraciones molares de HA y A son iguales, pH = pKa y puede calcularse el pKa si se conoce el pH. El experimento se divide en tres partes: 1) se determinara el pK del azul de bromofenol, 2) el pKa del acido benzoico 3) en las plantas se encuentra el tornasol y la antocianina, en esta parte se determinará el pK ind para un indicador extraido de los pétalos de rosa.

PROCEDIMIENTO

MATERIALES

      

20 Tubos de ensayo Gradilla pipeta probeta de 50 ml vaso de pp 250 ml hornilla eléctrica bureta de 50 ml

Reactivos         

Acido Benzoico 0.02 M Acetato de sodio 0.02 M Benzoato de sodio 0.02M Hidróxido de sodio 4M Acido clorhídrico concentrado Pétalos de rosa Solución de azul de bromofenol (0.1 g en 20 ml de alcohol etílico, diluidos en 100 ml de agua) Alcohol etílico Agua destilada

PARTE A: Preparar: Solución X: agregue una gota de HCl concentrado a 5 ml de azul de bromofenol Solución Y: agregue una gota de NaOH 4 M a 5 ml de azul de bromofenol La solución x tiene el indicador totalmente en forma Hind la solución y tiene la misma concentración pero toda en forma ind- . a) Coloque 10 ml de agua a cada tubo y agregue tantas gotas de solución X e Y como se indica en la tabla. tubo 1 2 gotas de X 1 2 tubo 10 11 gotas de Y 9 8 Color de la solución X: acido - amarillo Color de la solución Y: base-morado

3 3 12 7

4 4 13 6

5 5 14 5

6 6 15 4

7 7 16 3

8 8 17 2

9 9 18 1

b) Coloque en otro tubo de ensayo 5 ml de acido acético. Agregue algunas gotas de azul de bromofenol hasta lograr una intensidad de color comparable a la de los pares de tubos anteriores, agite para mezclar su contenido. c) Compare el color de esta solución reguladora con los colores que se observan en cada par de tubos. Anote en que tubo se observa mejor la coloración.

PARTE B: pK del acido benzoico: a) Mezcle en un tubo de ensayo 5 cm3 de acido benzoico y 5 cm3 de benzoato de sodio. Agregue unas gotas de azul de bromofenol. b) Compare el color de están solución con los pares de tubos de la parte A , anote en que par se observa mejor igualación PARTE C: pKind del indicador de los pétalos de rosa: a) Coloque algunos pétalos de rosa en un vaso, agregue agua y hierva durante media hora para extraer el colorante, deje enfriar. b) Repita el procedimiento de la parte A empleando el indicador obtenido en lugar del azul de bromofenol. DATOS Y CALCULOS determinacion del pk de indicadores y de un acido debil: DATOS: Parte A. -

Con 3 gotas azul de bromofenol 𝐶𝐻3COOH y 𝐶𝐻3COONa Igualacion con el tubo 6 con 15 gotas de x

Parte B. -

Con 3 gotas de azul de bromofenol Acido benzoico y benzoato de sodio Igualacion con el tubo 18 con 9 gotas de x

Parte C. -

Añadiendo 8 gotas del indicador de petalos de rosa la solucion de acetato de sodio y acido acetico el color fue similar a par de tubos 3,12. Añadiendo 8 gotas de nuestro indicador de petalos de rosa a la solucion de acido benzoico y benzoato de sodio el color que se obtuvo fue similar al tubo 2,11

CALCULOS: Parte A: anote el valor de Ind/𝐻𝑖𝑛𝑑 obtenido del par de tubos con mejor igualacion de color.

Tubo: 6,15

𝐻𝑖𝑛𝑑 = 6

Tubo: 6,4

Ind = 4

𝐼𝑛𝑑

4

=

𝐻𝑖𝑛𝑑

6

= 0.67

b)Busque el valor del pKa para el acido benzoico en bibliografia . El Ka del acido benzoico es 6.0x10−5 por tanto el pKa del acido será 4.22 c) Calcule el pH del regulador mediante su expresion matematica 𝐴

pH = pKa + log 𝐻𝐴 pH = 4.74 + log

0.02 0.02

pH = 4.74 d) Calcule el p𝐾𝑖𝑛𝑑 del indicador 𝐼𝑛𝑑

pH = p𝐾𝑖𝑛𝑑 + log 𝐻𝑖𝑛𝑑 𝐼𝑛𝑑

p𝐾𝑖𝑛𝑑 = pH - log 𝐻𝑖𝑛𝑑 p𝐾𝑖𝑛𝑑 = 4.74 – log 0.67 p𝐾𝑖𝑛𝑑 = 4.92 Parte B) : a) Anote el valor de

𝐼𝑛𝑑 𝐻𝑖𝑛𝑑

obtenido del par de tubos con mejor igualacion de color

observado: Tubo: 9,18 Gotas: 9,1

𝐻𝑖𝑛𝑑 = 9

𝐼𝑛𝑑 𝐻𝑖𝑛𝑑

=

1 9

= 0.11

Ind = 1

b) Empleando el p𝐾𝑖𝑛𝑑 hallado para el azul de bromofenol de la parte A calcule el pH del regulador : acido benzoico – benzoato de sodio. 𝐼𝑛𝑑

pH = p𝐾𝑖𝑛𝑑 + log 𝐻𝑖𝑛𝑑 pH = 4.92 + log 0.11 pH = 3.96 c) Calcule el pKa del acido benzoico. 𝐴

pH = p𝐾𝑎 + log 𝐻𝐴 𝐴

p𝐾𝑎 = pH - log𝐻𝐴 p𝐾𝑎 = 3.96 – log 0.02/0.02 p𝐾𝑎 = 3.96 Parte C) 𝐼𝑛𝑑

a) Anote el valor de 𝐻𝑖𝑛𝑑 obtenido del par de tubos con mejor igualacion de color

𝐼𝑛𝑑

𝐻𝑖𝑛𝑑 = 3

Tubo: 3,13

𝐻𝑖𝑛𝑑

=

7 3

= 2.33

Gotas: 3,7 Ind = 7 b) Busque el valor de pKa del acido benzoico El Ka del acido benzoico es 6.0x10−5 por tanto el pKa del acido será 4.22 c) Calcule el pH del regulador mediante su expresion matematica 𝐴

pH = pKa + log 𝐻𝐴 pH = 4.74 + log

0.02 0.02

pH = 4.74 d) Calcule el p𝐾𝑖𝑛𝑑 del indicador 𝐼𝑛𝑑

p𝐾𝑖𝑛𝑑 = pH - log 𝐻𝑖𝑛𝑑 p𝐾𝑖𝑛𝑑 = 4.74 – log 2.33 p𝐾𝑖𝑛𝑑 = 4.37 parte c-b 𝐼𝑛𝑑

a) Anote el valor de 𝐻𝑖𝑛𝑑 obtenido del par de tubos con mejor igualacion de color observado. Tubo: 2,11

𝐼𝑛𝑑

𝐻𝑖𝑛𝑑 = 2

𝐻𝑖𝑛𝑑

=

8 2

=4

Gotas: 2,8 Ind = 8 b) Empleando el p𝐾𝑖𝑛𝑑 hallado para el indicador de petalos de rosa y cacular el pH del regulador. pH = p𝐾𝑖𝑛𝑑 + log pKa pH = 4.37 + log 4 pH = 4.97 c) Calcule el pKa del acido benzoico. 𝐴

pH = pKa + log 𝐻𝐴 pKa = pH – log 0.02/0.02 pKa = 4.97

CONCLUSIONES

-

PARTE A: el resultado de la relacion

𝐼𝑛𝑑 𝐻𝑖𝑛𝑑

es 0.67 de esa manera el valor de pKind del azul

de bromofenol es 4.92. Ese velor no coincide con el valor experimental, puesto que el pKind del azul de bromofenol es 4.0 pero si se aproxima. -

𝐼𝑛𝑑

PARET B: la relacion 𝐻𝑖𝑛𝑑 dio un resultado de 0.11 y el valor de pH nos dio 3.96 el mismo dato que es igual a pKa del acido benzoico. De igual manera el valor del pKa del acido experimental es 4.22 sin embargo se acerca al valor obtebido experimentalmente .

-

PARTE C: el valor de la relacion

𝐼𝑛𝑑 𝐻𝑖𝑛𝑑

que nos dio en la practica es 2.33 de esa manera el

valor de pKind fue 4.37. Al realizar el procedimiento con el acido benzoico el valor de la relacion

𝐼𝑛𝑑 𝐻𝑖𝑛𝑑

es 4 y los valores

del pKa y pH es 4.97 ese dato es similar al valor teorico del pKa del acido benzoico. -

El indicador presente en el extracto de petalos de rosa es la antocianidina.

Solucion de azul de bromofenol

0,1 g en 20 ml de alcohol etílico diluidos en 100 ml de agua

Indicador pétalos de rosa Colocar algunos pétalos de rosa agregar agua y hervir durante media hora.

PREPARAR: 1 gota de HCl concentrado a 5ml de azul de bromofenol

Solucion X:

Gotas de x: 1 2 3

4

5

6

7

8

9

Gotas de Y: 9 8 7

1

4

5

6

7

8

9

10

2

3

11

12

6

13

5

4

3

2

1

14

15

16

17

18

*En otro tubo 5 ml de acetato de sodio y 5 ml de acido acetico agregue algunas gotas (3)de azul de bromofenol hasta lograr una intensidad de color comparable a la de los pares de tubos anteriores.(6,15) *en otro tubo 5ml de acido benzoico y 5 ml de benzoato de sodio agregar algunas gotas (3)de azul de bromofenol hasta lograr una intensidad que sea comparable a la de los pares de tubos anteriores.(9,18) *petalos de rosa: solucion de acetato de sodio y acido acetico 3,12 (8 gotas) Solucion de acido benzoico y benzoato de sodio 2,11 (8 gotas)

1 gota de NaOH A 5ml de azul de bromofenol

Solucion Y:

5 ml 𝐶𝐻3COONa – 0.02 M Dilucion 𝐶𝐻3COOH 𝐶1 𝑉1 = 𝐶2 𝑉2 0.02 M * 5 ml = 𝐶2 * 10ml 𝐶2 =

0.02 𝑀∗5 𝑚𝑙 10 𝑚𝑙

𝐶2 = 0.01 M

𝐶𝐻3COONa 𝐶1 𝑉1 = 𝐶2 𝑉2 0.02 M * 5 ml = 𝐶2 * 10ml 𝐶2 =

0.02 𝑀∗5 𝑚𝑙 10 𝑚𝑙

𝐶2 = 0.01 M 𝐶𝐻3COONa 0

𝐶𝐻3COOH 0.01 0.01- x 𝐾𝑎 =

[ 𝐶𝐻3 COO− ] [𝐻 + ] [𝐶𝐻3 COOH ]

→

→

𝐶𝐻3COO− 0.01 𝐶𝐻3COO− 0 + 0.01 x + 0.01

+

+

N𝑎+ 0.01 𝐻+ 0.01 x

1.8*10−5= 1.8*10−5=

( 𝑥+0.01)𝑥 (0.01−𝑥 ) (0.01)∗𝑥 0.01

X = 1.8*10−5 → [ 𝐶𝐻3 COO− ] = [𝐻 + ] 

[ 𝐼𝑛− ] [𝐻𝐼𝑛+ ]

Hin ↔ 𝐼𝑛− 𝐻 + 𝐾𝑖 =

[ 𝐼𝑛− ] [𝐻 + ] [HIn]

pK =

9∗ 1.8∗10−5 1

= 0.00016

CONCLUSIONES -

Se realizo los calculos para encontrar el pK del indicador cuando la reaccion esta en equilibrio.

BIBLIOGRAFIA - Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. - Enciclopedia virtual Wiki pedía. - René Soto Ibáñez “prácticas de laboratorio de química general”