Experimento del laboratorio de Química General

1. OBJETIVOS:
Conocer el uso de los indicadores para la medición del PH.
Determinar el grado de acidez de una solución acuosa por determinación del PH
Comprobar que el PH se mantienen en las soluciones denominadas reguladoras o
buffer o amortiguadoras, ante pequeñas adiciones de ácidos o bases.
FUNDAMENTO TEÓRICO
El equilibrio iónico se diferencia del equilibrio molecular por el tipo de partículas
presentes en la mezcla en equilibrio, así: En el equilibrio molecular tenemos la
presencia únicamente de moléculas, es decir, tanto los reactivos como los productos
se encuentran en estado molecular.
En el equilibrio iónico tenemos la presencia tanto de moléculas como de partículas
iónicas en la mezcla en equilibrio.
La importancia de los ácidos, las bases y las sales (producto de la reacción de un
ácido y una base) es amplia:
Sin ácidos y bases no se podría fabricar una multitud de sustancias entre las que
figuran fertilizantes, pigmentos, sales, productos del petróleo, fibras sintéticas,
vidrio, etc.
Los ácidos, las bases y las sales son indispensables en la agricultura, pues muchas
plantas requieren un medio ligeramente ácido para crecer.
La acidez y la basicidad desempeñan un papel fundamental en el comportamiento de
ciertos sistemas químicos, biológicos y geológicos.
Algunos medicamentos, como el ácido ascórbico y la penicilina, son estables en
medios ácidos, pero no en medios básicos.

2. Ácidos
Cítricos
Vinagre
Cerveza
Bases
Jabones
Antiácido
Detergentes
Sales
Sal
Antiácido
Fertilizantes
El pH, abreviatura de Potencial Hidrógeno es un parámetro muy usado en química
para medir el grado de acidez o alcalinidad de las sustancias. Esto tiene enorme
importancia en muchos procesos tanto Químicos como biológicos. Es un factor clave
para que muchas reacciones se hagan o no. Por ejemplo en biología las enzimas
responsables de reacciones bioquímicas tienen una actividad máxima bajo cierto
rango de pH. Fuera de ese rango decae mucho su actividad catalítica. Nuestra sangre
tiene un pH entre 7,35 y 7,45. Apenas fuera de ese rango están comprometidas
nuestras funciones vitales. En los alimentos el pH es un marcador del buen o mal
estado de este. Por lo expuesto el pH tiene enormes aplicaciones.
La escala del pH va desde 0 hasta 14. Los valores menores que 7 indican el rango
de acidez y los mayores que 7 el de alcalinidad o basicidad. El valor 7 se considera
neutro. Matemáticamente el pH es el logaritmo negativo de la concentración molar
de los iones hidrogeno o protones (H+
) o iones hidronio (H3O).
pH = -log [H+
] o pH = -log [H3O]

3. Electrolitos fuertes y Débiles:
Son las sustancias que se descomponen en iones. Los fuertes se disocian o se separan
en un 100% y los débiles en un muy pequeño porcentaje.
Al separarse en iones muchos de ellos pueden aportar iones OH-
o iones H+
o
H3O+
afectando al pH en cierta medida.
También hay un Potencial oxhidrilo (pOH) por haber iones OH-
.
pOH = -log[OH-
]
La suma entre el pOH y el pH nos da 14
pOH + pH = 14
Otra fórmula muy importante que vincula a los iones H+
y OH-
es la Constante del
producto iónico del agua.
Kw = [H+
] . [OH-
]
Kw = 1.10-14
Nos permite calcular uno de los iones cuando tenemos el otro ya que su producto
siempre da 1.1014
en cualquier situación.
A veces nos piden calcular la concentración de iones OH-
o H+
a partir de los valores
de pOH y pH. En estos casos resultan muy convenientes estas fórmulas que no son
ms que el despeje matemático de la fórmula de pH.
[H+
] = 10 –pH
[OH-
] = 10 –pOH
El pH y el pOH aparecen en ambos casos como exponentes.

4. Electrolitos débiles:
En el caso de los electrolitos débiles, es más complicado calcular el pH y debemos
recordar el concepto de equilibrio químico.
El equilibrio químico se aplica a las reacciones que son reversibles, es decir, que
pueden ir en ambas direcciones. Pero aun así llega un momento en el que la
velocidad de reacción hacia la derecha es igual que hacia la izquierda. En ese punto
se establecen concentraciones de las sustancias que no varían en el tiempo y se
puede aplicar la constante de equilibrio químico.
A + B <——–> C + D
Los electrolitos fuertes se caracterizan por ir en una sola dirección. En los ejemplos
vistos anteriormente las sustancias se descomponen en iones y no hay reversa. En los
electrolitos débiles veremos que la disociación iónica que va hacia la derecha puede
tomar el camino opuesto y generar nuevamente la sustancia no ionizada.
INDICADORES DE PH
Un indicador de pH es una sustancia que
permite medir el pH de un medio.
Habitualmente, se utilizan como indicador
de las sustancias químicas que cambian su
color al cambiar el pH de la disolución. El
cambio de color se debe a un cambio
estructural inducido por la protonación o
desprotonación de la especie. Los
indicadores Ácido-base tienen un intervalo
de viraje de unas dos unidades de pH, en la que cambian la disolución en la que se
encuentran de un color a otro, o de una disolución incolora, a una coloreada.
Los más conocidos son el naranja de metilo, que vira en el intervalo de pH 3,1 - 4,4,
de color rojo a naranja, y la fenolftaleína, que vira desde un pH 8 hasta un pH 10,
transformando disoluciones incoloras en disoluciones con colores rosados / violetas.
Además se pueden usar indicadores caseros como la disolución resultante de hervir
con agua col lombarda (repollo colorado), pétalos de rosa roja, raíces de cúrcuma a
partir de las cuales se obtiene curcumina, y otros(entre los cuales podemos destacar
a la col morada y la piel de ciruela, que son usadas por algunas culturas indígenas).

5. SUSTANCIAS REGULADORAS
Mantener el pH constante es vital para el correcto desarrollo de las reacciones
químicas y bioquímicas que tienen lugar tanto en los seres vivos como, a nivel
experimental, en el laboratorio. Los amortiguadores (también llamados disoluciones
amortiguadoras, sistemas tampón o buffers) son aquellas disoluciones cuya
concentración de protones apenas varía al añadir ácidos o bases fuertes (Figura
inferior).
Cambio de pH tras añadir ácido/base al
agua
Cambio de pH tras añadir ácido/base a
una disolución amortiguadora

6. Los amortiguadores más sencillos están formados por mezclas binarias:
*un ácido débil y una sal del mismo ácido con una base fuerte (por ejemplo, ácido
acético y acetato sódico)
*una base débil y la sal de esta base con un ácido fuerte (por ejemplo, amoníaco y
cloruro amónico)