CURVAS DE TITULACIÓN ACIDO-BASECONTENIDOCURVAS DE TITULACIÓN DE UN ÁCIDO FUERTE CON UNA BASEFUERTECURVAS DE TITULACIÓN DE ...
La neutralización completa del Ácido se obtiene en el Punto de Equivalencia(PE). En la curva de titulación de un ácido fue...
Como en este punto se ha neutralizado todo el ácido y solamente tenmos losiones OH-y H+del agua;[H3O+] = 1x10-7MpH = -log[...
Kw = 1x10-14= [H3O+][OH-][H3O+] = 1x10-14/ (9.9x10-4) = 1.01 x10-9pH = -log (1.01 x10-9)pH = 9Las fórmulas mencionadas ant...
23 2.38021124 2.69019624.1 2.73683924.2 2.78887524.3 2.84774924.4 2.91557624.5 2.99563524.6 3.09342224.7 3.21923524.8 3.39...
La reacción es la siguiente:HX + NaOH H2O + Na++ X-En esta reacción de neutralización, en cualquier momento se cumple que...
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(d) En el Punto de Equivalencia(PE)HX + NaOH H2O + NaXEn el PE se considera que se neutraliza completamente el Ácido,conv...
[HX] = (VHXxCHX – VNAOHxMNAOH) / Vtotal[HX] = (50mLx0.1M- 99mLx0.05M) /149mL[HX] = 3.4x10-4M[X-] = VNAOHxMNAOH) / Vtotal[X...
Interpretacion de la curva: En la titulación del HX (Débil) se necesitaron13.33 mL de NaOH 0.1M y el pH obtenido fue 8.762...
CURVAS DE TITULACIÓN CON FORMACIÓN DE PRECIPITADOEn una titulación de este tipo se forma un precipitado. La curva al igual...
(c) En el PEEn este punto de la titulación reacciona completamente el Cl-.El V de AgNO3 necesario para alcanzar el Punto d...
p[Br-] = -log0.1 =1(b) 50 mL AgNO3[Br-] = (V(Br-)x M(Br--)– V(Ag+) x M(Ag+))/ ( Vtotal)[Br-] = (50mLx 0.1M – 50mLx0.05M) /...
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  1. 1. CURVAS DE TITULACIÓN ACIDO-BASECONTENIDOCURVAS DE TITULACIÓN DE UN ÁCIDO FUERTE CON UNA BASEFUERTECURVAS DE TITULACIÓN DE UN ÁCIDO DEBIL CON UNA BASEFUERTECURVAS DE TITULACIÓN CON FORMACIÓN DE PRECIPITADOCURVAS DE TITULACIÓN DE UN ACIDO FUERTE CON UNA BASEFUERTEReacción:HX + BOH XB + H2OHX es el acido fuerteBOH es la base fuerte y generalmente se usa NaOH.XB es la base conjugada del Acido fuerteEn la Titulación de un ácido fuerte(AF) con una base fuerte(BF), el pH de lasolución aumenta gradualmente, debido a la neutralización de los protonesdel ácido. Recuerde que al disminuir la [H] el pH aumenta, por la formula= pH –log[H+]La ecuación neta de neutralización es: H3O++ OH-2 H2OEn una titulación de neutralización se aplica la siguiente ecuación, siempre ycuando la relación entre los coeficientes de los reactantes sea de 1 a 1:CHX es la Molaridad inicial delÁcido HX.En una curva de titulación de un AF con una BF se grafican el pH de lasolución en cualquier punto (eje x) contra el V de NaOH añadido en el eje x(cueva pH– vs – VNaOH .)Para obtener los datos de la curva se añaden incrementos de V de NaOH y selee el pH al añadir cada incremento.La curva tiene una forma sigmoidal(ver gráfica ).VHX x CHX= VNaOH xMNaOH
  2. 2. La neutralización completa del Ácido se obtiene en el Punto de Equivalencia(PE). En la curva de titulación de un ácido fuerte con una base fuerte sedeben de considerar cuatro puntos fundamentales:(a) (a) Antes de comenzar la titulación:Tomemos como ejemplo que el Ácido Fuerte sea HCl y la Base Fuerte seaNaOH. Consideremos al comenzar la titulación, o sea cuando V(NaOH)= 0.0 mL:HCl + NaOH NaCl + H2OVNaOH) = 0 mLEn este punto la [HCl] = [H3O+]; entonces obtenemos su pH.pH = -log[H3O+](b) En cualquier Volumen de NaOH añadido mayor que 0.0 mL pero menorque el V para alcanzar al Punto de Equivalencia (PE):El VE se define como el V de NaOH necesario para alcanzar el PE de laTitulación.#moles de HCl (sobran) = #mol H3O+= VHClxCHCl - VNaOHxMNaOH )Porque: [HCl] = [H3O+]Vtotal = (VHCl+ VNaOH)[H3O+] = (VHClxCHCl – VNaOHxMNaOH ) /VtotalRecuerde que : (VHClxCHCl = #moles totales iniciales de HCl(c) En el Punto de Equivalencia(PE):En este punto, tanto el HCl, como el NaOH han reaccionado completamenteHCl + NaOH Na++ Cl-+ H2OEn este punto el #mol H+= # mol NaOHVENaOH x MNaOH= VHClxCHCl
  3. 3. Como en este punto se ha neutralizado todo el ácido y solamente tenmos losiones OH-y H+del agua;[H3O+] = 1x10-7MpH = -log[1x10-7]= 7(d) En cualquier punto que corresponde a un Volumen mayor que el VE.En esta región hay un exceso del titulante, en este caso el NaOH.Se obtiene entonces el # de moles de NaOH =#mol OH-que no hanreaccionado:#mol OH- (añadidos) = VNaOHxMNaOH#mol OH- (sobran) = VNaOHxMNaOH - - VHClxCHCl[OH-] = (VNaOHxMNaOH -VHClxCHCl) /(VHCl + VNaOH)Vtotal =VHCl + VNaOH) pOH = - log[OH-]pH = 14 - pOHEjercicio #150 ml de HCl 0.1M se titulan con una solución de NaOH 0.1M.Calcule la [H3O+] y el pH al añadirle 0, 49, 50 y 51 mL.V = 0 mL[H3O+] = 0.1MpH = -log(0.1) = 1V = 49 mL[H3O+] = (VHClxCHCl – VNaOHxMNaOH) / (VHCl + VNaOH)Vtotal = 99mL[H3O+] = ( 50mLx 0.1M – 49mLx0.1M) / 99mL[H3O+] = 1.01x10-3pH = -log(1.01x10-3)pH = 3V = 50 mL[H3O+] = 1x10-7pH = - log( 1x10-7)pH = 7V = 51 mL[OH-] = (VNaOHxMNaOH -VHClxCHCl) /(VHCl + VNaOH)Vtotal = 101mL[OH-] = (51mLx0.1M – 50mlx0.1M)/ 101mL[OH-] = 9.9x10-4
  4. 4. Kw = 1x10-14= [H3O+][OH-][H3O+] = 1x10-14/ (9.9x10-4) = 1.01 x10-9pH = -log (1.01 x10-9)pH = 9Las fórmulas mencionadas anteriormente nos permite calcular los valores depH correspondientes a cualesquier V de NaOH que se le añada a la solución.En el Manual de laboratorio aparece una gráfica de la titulación de un AFcon una BF, para diferentes volúmenes de la base añadidos.Ejercicio #25 mL de HCl 0.1M se titulan con NaOH 0.1M.(a) Calcular el pH al añadir los volúmenes que aparecen en la tabla:(b) Graficar la curva de titulación.Los datos de los mL de NaOH – vs – pH aparecen en la tabla.La curva correspondiente aparece en el gráfico #1.* mLNaOH * pH0 1.0000001 1.0347622 1.0696363 1.1047354 1.1401795 1.1760916 1.2126087 1.2498778 1.2880659 1.32735910 1.36797711 1.41017412 1.45425813 1.50060214 1.54967215 1.6020616 1.65854117 1.72015918 1.7883719 1.86530120 1.95424321 2.06069822 2.194977
  5. 5. 23 2.38021124 2.69019624.1 2.73683924.2 2.78887524.3 2.84774924.4 2.91557624.5 2.99563524.6 3.09342224.7 3.21923524.8 3.39619924.9 3.69810125 725.1 10.3001626.1 11.3329727.1 11.6053828.1 11.7662729.1 11.8795930.1 11.96642CURVAS DE TITULACIÓN ÁCIDO DEBIL CON UNA BASE FUERTEEn este tipo de reacción la concentración original del ácido CHX disminuyeal reaccionar con la base NaOH. Por otra parte, la concentración de labase(X-) aumenta. En este caso el PE no corresponde a un pH igual a 7.0
  6. 6. La reacción es la siguiente:HX + NaOH H2O + Na++ X-En esta reacción de neutralización, en cualquier momento se cumple que el#moles del Ácido que reaccionan es igual al #moles de la base(NaOH) quese añaden.VHX MHX= VNaOH MNaOH.En la titulación de un Ácido débil con una Base Fuerte son importantescuatro puntos a saber:(a) Al principio de la titulación:En este caso no se ha agregado NaOH, luego el pH será el de un Ácidodébil, tal como se calcula en el caso de la titulación de AF con BF.Para el acido débil:HX + H2O X-+ H3O+Ka = [H3O+][X-]/]HX][H3O+] = [X-]Ka = [H3O+]2/]HX][HX] = CHX – [H3O+] CHX concentración originalSí se desprecia a [H3O+] por ser muy pequeño, en la ecuación anterior:[H3O+]2= KaCHX SQRRaiz cuadrada[H3O+] = SQR(KaCHX )  Es el mismo caso del pH de un Acido Debil.MM=60g/mol W(muestra)=5.6 g
  7. 7. (b) En el punto correspondiente a la mitad del Volumen de Equivalencia(VE de NaOH)En este punto la mitad del contenido del Ácido se ha titulado, porconsiguiente:En VE/2:HX + NaOH H2O + NaX[ HX] = [ X-] =[NaX]Aplicando la formula de la constante de disociación(Ka) para este ácido:HX + H2O H3O++ X-Ka = [H3O+][X-]/]HX]Pero como tanto la concentración de HX y de X-son iguales;[ HX] = [ X--][ X--]/ [HX] = 1Ka = [H3O+]pKa = pH* pH = pKa(c) En cualquier punto mayor de V igual a cero y antes del Volumen deEquivalenciaEn esta región se forma la sal NaX ( X-es la base conjugada de HX) , luegola solución se transforma en una solución amortiguadora( buffer).HX + NaOH H2O + Na++ X-Buffer formado: HX y X-Luego: Ka = [H3O+] [X-]/]HX][H3O+] = Ka[HX] / [X-]Luego con esta fórmula se pueden calcular los valores de [HX] y de [X-] encualquier punto.Los valores de estas concentraciones son:[HX] = (VHXCHXVNaOH MNAOH) /Vtotal[X-] = [NaX] = VNaOH MNAOH/ Vtotal(d) Después del PE todo el acido (HX) ha reaccionado y por lo tantosobrará NaOH, porque el RL es el Acido (HX).HX + NaOH NaX + H2OConcentracion de OH-que sobra:[OH-] = (VNaOH MNAOH VHXCHX) / VtotalSe calcula su pOH y luego su pH.
  8. 8. (d) En el Punto de Equivalencia(PE)HX + NaOH H2O + NaXEn el PE se considera que se neutraliza completamente el Ácido,convirtiéndose en la base fuerte NaX. Pero la base fuerte formada (X-) sehidroliza, de acuerdo a las siguiente reacción:NaX  Na+(ac) + X-(ac)Reacción de Hidrólisis: X-+ H2O  HX + OH-[X-] = VNaOH x NNaOH / VtotalComo en el caso de hidrólisis de una base fuerte, estudiado en la unidadanterior[OH-] = ( Kw/Ka[X-]Kw = 1x 10-14Ka Constante de disociación del Ácido conjugado (HX).Ejercicio #250 mL de una solución de un Ácido débil (HX) 0.1M se titulan con unasolución de NaOH 0.05M. Ka = 1.74x10-5.(a) (a) Calcule el VE o V de NaOH necesario para neutralizarcompletamente el V de Ácido.(b) (b) Calcule el pH al añadirle 0, 50, 99, 100 y 110 mL de NaOH.Reacción de neutralización:HX + NaOH NaX + H2 OVNaOH V de la base(VE)necesario para neutralizar el ÁcidoVENaOH = (VHXxCHX / MNAOHVENaOH = 50mlx 0.1M / 0.05MVENaOH= 100 mLAl añadir O mL de NaOH:[H3O+] = SQR(Ka[HX] SQR Raiz cuadrada[H3O+] = SQR ( 1.74x10-5x(0.1) = 1.32x10-3MpH = -log(1.32x10-3= 2.88VE /2 = 100mL/2 = 50mLpH = pK = -log(1.74x10-5) = 4.76Al añadir 99 mL NaOH:
  9. 9. [HX] = (VHXxCHX – VNAOHxMNAOH) / Vtotal[HX] = (50mLx0.1M- 99mLx0.05M) /149mL[HX] = 3.4x10-4M[X-] = VNAOHxMNAOH) / Vtotal[X-] = 99mLx 0.05M / 149mL[X-] = 0.033M[H3O+] = Ka[HX] /[X-][H3O+] = 1.74x10-5(3.4x10-4) /0.033[H3O+] = 1.79x10-7MpH = log (1.79x10-7pH = 6.7Al añadir 100 mL NaOH:Este corresponde al PE[OH-] = SQR( Kw/Ka[X-])[X-] = VNAOHxMNAOH) / Vtotal[X-] = 100mlx0.05M / 150mL[X-] = 0.033MKw = 1x10-14Ka = 1.74x10-5[OH-] = SQR( 1x10-14/( 1.74x10-5)x0.033)[OH-] = 4.4x10-6M[H3O+] = Kw/[OH-] = 1x10-14/(4.4x10-6)[H3O+] = 2.27x10-10pH = -log(2.27x10-9)= 8.6Al añadir 110 mL NaOH:[OH-] = (VNaOHxMNaOH -VHXlxCHXl) /(VHXl + VNaOH)[OH-] = (110mLx0.05M – 50mLx0.1M) / 160mL[OH-] = 3.1x10-3[H3O+] = Kw/[OH-][H3O+] = 1x10-14/ (3.1x10-3)[H3O+] = 3x10-12pH = -log(3x10-12= 11.5
  10. 10. Interpretacion de la curva: En la titulación del HX (Débil) se necesitaron13.33 mL de NaOH 0.1M y el pH obtenido fue 8.762.Luego #mol NaOH = #mol HX = 13.33x10-3L x 0.1 M = 13.33x10-4mol HXW(g) HX = 13.33x10-4mol HX(60g/mol) = 0.080 g HX%w/w) = W(HX)/W(muestra) = 0.08g/5.5g x100 = 1.64%
  11. 11. CURVAS DE TITULACIÓN CON FORMACIÓN DE PRECIPITADOEn una titulación de este tipo se forma un precipitado. La curva al igual quela titulación de ácidos y bases tiene una forma sigmoidal y nos permitedeterminar el contenido de uno o varios analitos en una muestra acuosa.Esta es una reacción de cloruros con formación del precipitado AgCl; losdemás productos son ionicos.NaX + AgNO3 AgX(s) + Na+(ac) + NO3-Por ejemplo, en la titulación de una solución de NaCl con una soluciónestandar de AgNO3 se obtiene la siguiente reacción (experimento decloruros):NaCl(ac) + AgNO3 (ac) Na+(ac) + NO3-(ac) + AgX(s)Reacción ionica Neta:Ag+(s) + Cl-(s)AgCl(s)Esto quiere decir que en la reacción se forma un precipitado (sólido).En esta titulación la solución debe saturarse del ion Ag+ y del ion Cl+paraposteriorment formarse el precipitado AgCl.Como en las curvas de titulación Ácido-Base, se presentan cuatro puntosfundamentales en la curva de titulación.(a) Antes de comenzar la titulación ( V(AgNO3) = 0 mL):En este punto la concentración inicial de Cloruro es igual a la CNaClLuego: [Cl-]= CNaCl* pCl-= - log[Cl-](b) En cualquier punto después de V = 0 mL de AgNO3 y antes dealcanzar el Punto de Equivalencia (PE).[AgNO3] = [Ag+]La concentración del Cl-que sobre en cualquier punto será:#moles de Cl-total = (V(Cl-)x [Cl-]Moles de Cl-sobran:[Cl-] = (V(Cl-))x[Cl-] – V(Ag+) x [Ag+]Recuerde que: #moles AgNO3 = #mol Ag+[Cl-] = (V(Cl-)x[Cl-] – V(Ag+) x M(Ag+)/V(total) pCl--= -log[Cl-]
  12. 12. (c) En el PEEn este punto de la titulación reacciona completamente el Cl-.El V de AgNO3 necesario para alcanzar el Punto deEquivalencia(PE) se denomina VE.En el VE: #mol Cl-= #mol Ag+(V(Cl-)x [Cl-] = V(Ag+) x [Ag+]VE es el V(Ag+) en el Punto de Equivalencia:VE = (V(Cl-)x [Cl-]/ [Ag+]#mol Cl-- #mol Ag+= 0 ; debido a que en este punto la solución estasaturada, se aplica la formula correspondiente a la Kps de una soluciónsaturada de AgCl (ver unidad sobre Kps).AgCl(s) Ag++ Cl-[Cl-] = [Ag+]Kps =[Cl-][Ag+] = [Cl-]2[Cl-] = KpspCl- = -log( √Kps)(d) Después del PEDespués del PE el ion Cl-, reacciona completamente (RL) y por lo tantosobran moles de AgNO3 . -#mol AgNO3 = #mol Ag+= (V(Ag+) x[Ag+] - (V(Cl-)x [Cl-][Ag+] = (V(Ag+) x M(Ag+) - (V(Cl-)x C(Cl--)) /VtotalCalculemos la [Cl-] a partir de la KpsKps = [Cl-][Ag+][Cl-] = Kps /[Ag+]pCl-= -log(Kps /[Ag+]Ejercicio #350 mL de NaBr 0.1M se titulan con AgNO3 0.05M.(a) Calcule el VE o Volumen de AgNO3 necesario para titularcompletamente el Cl-presente en la solución.(b) Calcule el pBr al agregar: 0, 50, 99, 100 y 110mL de AgNO3. Kps= 5x10-13Reacción:NaBr(ac)+ AgNO3(ac) AgBr(s) + Na+(ac) + NO3-(ac)Reacción Ionica neta:Br-(ac) + Ag+(ac) AgBr(s)V = 0.0 mL AgNO3[Br-] = 0.1M
  13. 13. p[Br-] = -log0.1 =1(b) 50 mL AgNO3[Br-] = (V(Br-)x M(Br--)– V(Ag+) x M(Ag+))/ ( Vtotal)[Br-] = (50mLx 0.1M – 50mLx0.05M) /100mL =[Br-] = 0.025MpBr-= -log[Br]-= -log0.025pBr-= 1.6(c) 99 mL AgNO3[Br-] = (V(Br-)x [Br-]– V(Ag+) x [Ag+])/ ( Vtotal)[Br-] = (50mLx 0.1M – 99mLx0.05M) /149mL =[Br-] = 3.36x10-4MpBr-= -log[Br-]= -log3.36x10-4pBr-= 3.5(d) 100 mL AgNO3 Este corresponde al VE[Br-] = Kps = 5x10-13= 7.1x10-7pBr = 6.1(e) 110 mL AgNO3 (equivale a VE+10)Después del VE aparece un exceso de Ag+en la solución.[Ag+] = (V(Ag+) x [Ag+] - (V(Br-)x [Br-]) /Vtotal[Ag+] = (110mLx0.05M – 50mLx0.1M) /160mL[Ag+] = 3.1x10-3M[Br-] = Kps /[Ag+] = 5x10-13/(3.1x10-3)[Br] = 1.6x10-10pBr = - log(1.6x10-10)pBr = 9.8Utilizando logaritmos, podemos resolver también esta parte delproblema:Kps =[Br-][Ag+]log Kps-= log[Br-] + log[Ag+]-log Kps-= -log[Br-] + -log[Ag+]pKps = pBr + pAg+pKps = -log( 5x10-13) = 12.3p[Ag+] = -lo(3.1x10-3) = 2.51pBr-= pKps – pAg+pBr-= 12.3 – 2.5 = 9.8IR ALTOPE

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