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SOLUCIONES REGULADORAS DE pH

OBJETIVOS

• Preparación de una solución reguladora de PH conocido
• Comprobación de la capacidad reguladora y el efecto de la dilución sobre la misma.
• Construcción de una curva de titulación ácido fuerte-base fuerte y ácido débil-base fuerte.  

MATERIALES:

• Propipeta
• Pipeta
• Probeta
• Matraz
• Balanza
• Bureta
• Vaso de Precipitados
• Tubo de Ensayo
• pHmetro
• Pie Universal
• Agarradera
• Espátula
• Robinete
• Pipeta Aforada

DROGAS:

• Na CH₃COOH _(s)
• CH₃COOH _(sc)
• H₂O destilada
• Na(OH) _(cc)
• HNO_{3 (cc)}

MÉTODO:

Ver página 211 y 212, Trabajo Práctico 6  “Soluciones Reguladoras de pH”, Guía: “QUÍMICA GENERAL E INORGÁNICA” Seminarios y Trabajos Prácticos, 2006.

RESULTADOS:

Experimento 1: Preparación de un solución reguladora.

Pesadas = 1.233g

PH = 4,48

Experimento 2: Comprobación de la capacidad reguladora.  

Tabla 1: Comportamiento de un buffer y el agua frente al agregado de un ácido y una base fuerte.

Experimento 3: Comprobación del efecto de la dilución sobre la capacidad reguladora.

Dilución al ½:

Tabla 2: Agregado de NaOH                       Table: Agregado de HNO₃

Dilución al ¼:

Tabla 3: Agregado de NaOH                       Table: Agregado de HNO₃

Experimento 4 y 5: Curvas de titulación de un ácido fuerte con una base fuerte y de un ácido débil con una base fuerte. 

Tabla 4: Curvas de titulación                                            Tabla 5: Curvas de titulación

de un ácido fuerte con una                                               de un ácido débil con una   

base fuerte:                                                                       base fuerte:

Gráfico I: Curvas de titulación                                         Gráfico II: Curvas de titulación

de un ácido fuerte con una                                               de un ácido débil con una   

base fuerte:                                                                        base fuerte:

CONCLUSIÓN:

            A partir de la solución buffer preparada en el primer experimento, determinamos su capacidad reguladora. Como se puede apreciar en la tabla 1, el agregado de ácido o base fuerte a un buffer, produce una modificación muy leve en el pH de la solución; en cambio, el mismo agregado a una solución no reguladora, como el agua, lleva a una modificación mucho mayor. Esto se debe a que, el agregado de base en el buffer produce que el hidroxilo de la base forme agua con el protón del ácido (en nuestro caso, acético), por lo cual, la ecuación del ácido acético se desplaza hacia productos neutralizando la base:

HAc ----- H⁺ + Ac^-

Na Ac ----- Na⁺  + Ac^-

Base ------ Ácido conj. + OH^-

OH^- +H⁺ ----- H₂O

En cambio el agregado de ácido al buffer  produce un desplazamiento en la ecuación de ácido acético hacia reactivos ya que el protón liberado del ácido agregado se conjuga con el acetato.

HAc ----- H⁺ + Ac^-

Na Ac ----- Na⁺  + Ac^-

Ácido ------ Base conj. + H⁺

            Además, pudimos observar que al diluir el buffer el rango útil no cambiaba pero si lo hace la capacidad reguladora. Es decir que ante el agregado de iguales cantidad de ácido o base es mayor la diferencia de pH en el caso del buffer más diluido, que para el más concentrado. Esto se debe a que la razón entre las concentraciones de los componentes del buffer (sal y ácido), disminuye o aumenta en igual proporción, es constante.

PH = Pka + log (sal)

                       (ácido)

Aunque, en el caso de disminuir las concentraciones, la capacidad de neutralizar tanto al agregado de base o ácido, disminuye. Es decir, cuanto mayor sea la dilución del buffer, menor será la capacidad reguladora.

            Por último, analizaremos los gráficos I y II. Primeramente, podemos concluir que el pH del ácido débil es mayor que el del ácido fuerte, esto se debe a que el ácido débil no hidroliza totalmente por no tener una fuerza relativamente alta para lograrlo. Por otro lado, en el gráfico I  notamos que el pH sube muy lento, es decir varía muy poco al principio y luego lo hace abruptamente; en cambio, en el segundo gráfico la diferencia de pH comienza siendo grande y luego se llega a una meseta. Ésta misma es la zona del buffer, su capacidad reguladora máxima esta dada cuando el pH es igual al pKa y se sitúa en el punto donde el el agregado de base es la mitad de lo que debería colocarse para llegar al punto de equivalencia. El rango útil se determina entre Pka + 1, meseta de la curva. Esto se debe a que, en ese rango, la variación de pH, ante el añadido de base, es muy pequeña porque esta es neutralizada como se explicó anteriormente.

            Finalmente, en el primer gráfico, el punto final (donde se produce el punto de inflexión de la curva) se encuentra en el pH = 7, aquí es neutralizado todo el ácidos que hay en la solución. En cambio, en el gráfico II, el punto final posee un pH mayor a 7 (pH alcalino), que se debe al pH que le da la solución valorante (NaOH).