UNIDAD: Azcapotzalco

LABORATORIO DE REACCIONES Y ENLACE QUÍMICO

PRACTICA # 3
Soluciones acidas y básicas. Reacciones de neutralizacion

EQUIPO #1
 Carrera Antonio
 Hernández R
 Neri Rojas

CONSIDERACIONES TEORICAS
Desde hace miles de años se sabe que el vinagre, el jugo de limón y muchos otros alimentos tienen un sabor ácido. Sin embargo, no fue hasta hace unos cuantos cientos de años que se descubrió por qué estas cosas tenían un sabor ácido. El término ácido, en realidad, proviene del término Latino acere, que quiere decir ácido. Aunque hay muchas diferentes definiciones de los ácidos y las bases, en esta investigación introduciremos los fundamentos de la química de los ácidos y las bases.
Ácidos y bases, dos tipos de compuestos químicos que presentan características opuestas. Los ácidos tienen un sabor agrio, colorean de rojo el tornasol (tinte rosa que se obtiene de determinados líquenes) y reaccionan con ciertos metales desprendiendo hidrógeno. Las bases tienen sabor amargo, colorean el tornasol de azul y tienen tacto jabonoso. Cuando se combina una disolución acuosa de un ácido con otra de una base, tiene lugar una reacción de neutralización. Esta reacción en la que, generalmente, se forman agua y sal, es muy rápida. Así, el ácido sulfúrico y el hidróxido de sodio NaOH, producen agua y sulfato de sodio.

El CONCEPTO DE BRONTED LOWRY
Según este concepto un ácido es una sustancia que puede donar un protón y una base esuna sustancia que puede aceptar un protón. La reacción de un ácido con una base, es la transferencia de un protón del ácido a la base, es la transferencia de un protón del ácido a la base.
En la reacción

HC2H3O2 + H2O & H3O+ + C2H3O2-

La molécula de ácido acético, HC2H3O2, actúa como un ácido y cede un protón a la molécula del agua, la cual actúa como una base. Esta reacción es reversible como indica la doble flecha.
En la reacción inversa (de derecha a izquierda) el Ion H3O+ dona un protón al Ion C2H3O2-.
El Ion H3O+, por lo tanto, actúa como un ácido y el Ion C2H3O2- como una base pues acepta el protón.
En la reacción hacia la derecha, la base H2O gana un protón y se transforma en el ácido H3O+ y, el ácido H3O+ en la dirección inversa pierde un protón y se convierte en la base H2O. Un par de ácido-base como éste, relacionado mediante la ganancia o pérdida de un protón se le llama un par conjugado. Similarmente el HC2H3O2 y C2H3O2- forman un segundo par ácido-base conjugados. A estas sustancias que actúan como ácidos en ciertas reacciones y como bases en otras se llaman anfipróticas


Fuerza De Los Ácidos Y Bases De Bronsted
La fuerza de los acidasen términos de Bronsted, se determina por su tendencia para donar protones y la fuerza de una base depende de su tendencia para aceptar protones. La reacción

Ácido1 Base2 Ácido 2 Base1
HCl + H2O & H3O + Cl-

ÁCIDOS
Losácidos son sustancias puras que, en disolución acuosa, poseen un sabor característico. Este sabor nos es familiar por tres ácidos orgánicos que nos son bien conocidos: el ácido acético, presente en el vinagre; el ácido cítrico, presente en los frutos cítricos (limón, naranja, pomelo), y el ácido málico, presente en las manzanas.
En química inorgánica existen dos tipos de ácidos
a. Ácidos binarios o hidrácidos, constituidos por un no metal (aunque no todos los no metales forman hidrácido) e hidrógeno.
b. Ácidos ternarios u oxácidos, constituidos por un no metal, oxígeno e hidrógeno.
Todos los ácidos contienen hidrógeno, pero el hecho de que una sustancia contenga hidrógeno no significa que deba tratarse necesariamente de un ácido.
La reacción de síntesis de los hidrácidos se ajusta al siguiente esquema:
No metal + hidrógeno------ hidrácido
Mientras que los de los oxácidos se forman según la reacción
Óxido ácido + agua-----oxácido
El más conocido de los hidrácidos es el ácido clorhídrico que es el responsable de la acidez del jugo gástrico, mientras que entre los oxácidos es muy conocido el ácido sulfúrico
(Llamado antiguamente aceite de vitriolo), que es el principal responsable de la lluvia ácida, tan perjudicial para los bosques.
Características de los ácidos
• El ión hidrogeno (H+) es constituyente especial de todos ellos.
• Poseen un sabor agrio.-ácido.
• Reaccionan con algunos metales desprendiendo hidrógeno (como en el Zn)anaranjado de metilo se torna a color rojo; en unaa solución de azul de tornasol colorean de rojo y con la fenolftaleína no produce coloración alguna.
• Algunas otras conducen la electricidad en disolución acuosa.
• Generalmente son corrosivos.
• Reaccionan con las bases produciendo sales.

HIDRÓXIDOS O BASES
Un hidróxido o una base es el resultado de la combinación de un óxido metálico (óxido básico) con agua. Los hidróxidos son compuestos ternarios (es decir, constituidos por tres elementos): un metal, oxígeno e hidrógeno. Pero en los hidróxidos el oxígeno y el hidrógeno se encuentran formando uno o más grupos OH (grupos hidroxilo), por lo que estos compuestos siempre tienen el mismo número de átomos de oxígeno que de hidrógeno.
Hidróxidos bien conocidos son la sosa cáustica (hidróxido de sodio) y, el más común de todos ellos, la cal apagada (hidróxido de calcio).
El esquema de la formación de un hidróxido por reacción de un óxido básico con agua es

Lo que hacen los albañiles cuando echan agua a cal viva es provocar una reacción química como la que hemos escrito:

Características de los hidróxidos o bases:
• El ión o radical hidroxilo (OH-) los caracteriza.
• Presentan sabor a lejía (amargo como el jabón).
• Son resbaladizas al tacto.
• Con el indicador anaranjado de metilo aparece coloración amarilla, la fenolftaleína presenta coloración roja intensa y con el tornasol cambia a color azul.
• Conducen la corriente eléctrica endisolución acuosa (son electrólitos).
• Generalmente son corrosivas.
• Poseen propiedades detergentes y jabonosas.
• Disuelven los aceites y el azufre.
• Reaccionan con los ácidos para producir sales.
Tabla 1. Intervalo de pH para el cambio de color de algunos indicadores comunes.
Indicador Intervalo de pH para el cambio de color
0 2 468101214
Violeta de metilo Amarillo Violeta

Azul de timol Rojo AmarilloAmarillo Azul

Naranja de metilo RojoAmarillo

Rojo de metilo Rojo Amarillo

Azul de bromotimol Amarillo Azul

Fenolftaleina Incoloro Rosa

Amarillo alizarina R. Amarillo Rojo

CALCULOS Y RESULTADOS
Tabla 2
TABLA DE RESULTADOS OBTENIDOS EN LA MEDICIÓN DE pH
Sustancia Papel pH potenciómetro ácido base [H+] pOH Color del indicador
fenolftaleína Naranja de metilo
Vinagre 3 2.24 X 5.75x10-9 11.76 Incolora Rojo
Leche 7 8.01 X 9.7x10-4 5.99 Incolora Amarillo
Coca-Cola 3 2.12 X 7.58x10-3 11.88 Rojo
Jabón 8 7.60 X 2.51x10-8 6.4
Limón 1 2.08 8.3x10-3 11.92 Rojo
HCL 1 1.16 X 0.069 12.86 Incolora Rosa
NaOH 10 9.92 X 1.20x10-10 4.08
Salsa 3 3.18 X 6.6x10-4 10.82 Roja
Agua 7 7.12 7.5x10-8 6.88 Incolora Amarillo
alka-seltzer 7 7.20 X 7.58x10-8 6.8 Incolora Rojo
cemento 12 11.66 2.8x10-12 2.34 Rosa Incolora
NH4O4 9 9.85 X 1.41x10-10 14.15 Rosa Incolora
Leche de magnesia 8 9.33 X 4.67x10-10 4.67 Incolora

Datos
Concentración del HCl:0.1N
Tabla No. 3
PRUEBAS VOLUMEN DE BASE VOLUMEN DE ÁCIDO C2 = V1C1
V2
1 13 mL 10 mL 0.13
2 13.2 mL 10 mL 0.132
3 13.2 mL 10 ml 0.132

C2= V1C1 / V2 13 mL(0.1 N) / 10 mL= 0.13

13.2 mL(0.1) / 10 mL= 0.132
Cálculos
Determinar la concentración de la base titulada a partir de la siguiente ecuación:
V1C1 = V2C2
V1 = Volumen gastado de ácido
C1 = Concentración conocida del ácido
V2 = Volumen de la solución básica
C2 = Concentración desconocida de base
De los resultados anteriores calcular independientemente la concentración de NaOH y después sacar promedio de estos valores y así obtener un valor más exacto.
VOLUMEN PROMEDIO DE NaOH VOLUMEN PROMEDIO DE ACIDO CONCENTRACION PROMEDIO
13.13 mL 10 mL 0.131

Cuestionario
1. Mencionar al menos 5 ejemplos de sustancias ácidas y 5 de sustancias básicas que se utilicen en el laboratorio o en la vida diaria :
ACIDOS:
* Aspirina (Ácido acetilsalicílico C9H8O4)
* Vinagre (Ácido acético C2H4O2)
* Ácido Clorhídrico (HCl)
* Ácido Sulfúrico (H2SO4)
* Ácido Cítrico (C6H8O7).
BASES:
* Sosa Caústica (Hidróxido de Sodio NaOH)
* Limpiadores domésticos (Amoniaco NH4OH)
* Leche de Magnesia (Hidróxido de Magnesio Mg(OH)2)
* Jabón (Hidróxido de potasio KOH)
* Cal (Hidróxido de calcio Ca(OH)2)
2. sQué nos indica el pH de una solución?
Su carácter ácido, básico o neutro.

3. Calcular laconcentración de iones H+ a partir de cada valor experimental de pH del potenciómetro
Sustancia[H+]

Vinagre ----- ----- ----- 5.75x10-9
Leche----- ----- ---------9.7x10-4
Coca-cola-------------7.58x10-3
Jabon----- ----- --------2.51x10-8
Limón----- ----- --------8.3x10-3
HCL----- ----- ----------0.069
NaOH----- ----- --------1.20x10-10
Salsa----- ----- ---------6.6x10-4
Agua----- ----- ----------7.5x10-8
Alka_seltzer----------7.58x10-8
Cemento----- ----- ----2.8x10-12
NH4O4----- ----- -------1.41x10-10
Leche de magnesia—4.67x10-10
4. Inferir el valor de pOH a partir de cada valor de pH obtenido experimentalmente con el potenciómetro :
SustanciapOH

Vinagre ----- ----- --------- ----- ------ 11.76
Leche-------- ----- ------ - 5.99
Coca-cola----- ----- ----------------- 11.88
Jabon-------- ----- ------ - 6.4
Limón-------- ----- ------ -11.92
HCL-------- ----- ------ ---12.86
NaOH-------- ----- ------ 4.08
Salsa-------- ----- ------ - 10.82
Agua-------- ----- ------ -- 6.88
Alka_seltzer----- ----- ---------------- 6.8
Cemento----- ----- --------- ----- -------2.34
NH4O4-------- ----- ------ -14.15
Leche de magnesia—----- ----- ----4.67

5. sEs aplicable la escala de pH para indicar el grado de carácter ácido de cualquier ácido de Brönsted?Sí. Porque el concepto de Bronsted-Lowry define un ácido como una sustancia que puede dar o donar un ión de hidrógeno oprotón a otra sustancia, y una base como cualquier sustancia que es capaz de recibir o de aceptar un ion hidrógeno o protón de otra sustancia. En términos sencillos, un ácido es un donador de protones y una base es un receptor de protones. Cualquier sustancia que es un ácido o base de Arrhenius también es un ácido o base de Bronsted-Lowry. Sin embargo, las definiciones de Bronsted-Lowry son válidas sin importar el disolvente que se utilice para preparar la solución de un ácido o una base. De acuerdo con el concepto Bronsted - Lowry, tanto los iones como las moléculas sin carga pueden ser ácidos o bases. En las siguientes ecuaciones, las moléculas de HCL y HNO3, se comportan como ácidos de Bronsted-Lowry donando los protones a una molécula de agua, que actúa como una base cuando acepta un protón.

6. Ordene de forma creciente los ácidos y decreciente a las bases de acuerdo al valor de pH obtenido

ACIDOS pH BASE pH
1. HCl----- ----- ------ 1.16 1. NaOH----- ----- ----------------- 9.92
2. Limón------------ -2.08 2. NH4O4----- ----- ---------------- 9.85
3. Coca-Cola------- 2.12 3. Leche de magnesia----------- 9.33
4. salsa----- ----- ----- 3.18 4. Leche----- ----- --------- ----- ----- 8.01
5. AlkaSeltzer------- 7.205.Jabon----- ----- --------- ----- ----- 7.60
6. Vinagre----- ----- ---------------- 2.24

CONCLUSIONES
 En esta práctica pudimos observar y entender lo que son las sustancias acidas y básicas. También se aprendió la utilización del papel pH, así como el potenciómetro.Observamos cómo es que podíamos calcular la concentración de los ácidos y el volumen de estos con los que cuentan las substancias, además de haber sacado el promedio de este al realizar la operación más de una vez.
Lo observado de las pruebas fue que al sumergir el papel pH en las sustancias nos daba una coloración que eso se media en una escala ya establecida o fue utilizado de igual forma el potenciómetro para un cálculo más exacto en cuanto a las substancias.
Además de eso, también se aprendió como calcular diversos valores a partir del pH obtenido después de las pruebas y las observaciones.
Se observo que con diversas sustancias las reacciones cambian según su carácter.

¬ En ésta práctica se comprobó que al neutralizar un ácido y una base se formó agua y sal. Se utilizó el proceso conocido como titulación para conocer que concentración de una base y básicamente ésta práctica fue de rutina, pues los pasos se repitieron muchas veces sumergiendo el papel o el indicador que fuera en la sustancia y midiendo así el pH de algunas sustancias de distintas maneras, entre los cuáles había unos que arrojaron datos de mayor exactitud. Se realizaron loscálculos necesarios para obtener la concentración de iones H+ así como para obtener el valor de pOH. En conclusión se obtuvo que todas las sustancias poseen carácter ácido, básico o neutro.

 Mediante el conocimiento aprendido durante la práctica de soluciones ácidas y básicas; pude diferenciar entre un sustancia ácida, neutra o base utilizando la medida de su pH, también puedo concluir que al hacer la medición correcta de pH utilizando correctamente el potenciómetro se pudo diferenciar una solución: al efectuar una titulación ácido-base, se comprobó que la reacción de neutralización fue correcta, al observar que el indicador cambio de color en la solución, notándose así que la reacción había terminado, tanto así es posible calcular la cantidad de [H+] o de pOH a partir del pH; también comprobamos la utilidad de los indicadores al observar que funcionaban como tal se explica en la teoría haciendo cambiar de color a la solución de acuerdo a ya sea esta un ácido, base o neutra.

 Puedo decir que la practica fue complicada ya que tuve que titular la cual fue un poco difícil ya que con los 10 ml nos llevamos mucho tiempo y la solución no cambiaba de color pero con las otros dos intentos uno de 5 ml y el otro de 1ml fue más fácil con unas cuantas gotas y estarlo moviendo constantemente cambio rápido de color.
En conclusión se pudo realizar lo predicho y con muy buenos resultados ya que nuestra muestra se vio el cambio de color y además se pudodeterminar en forma teórica en cuanto a formulas cuanto tenia la muestra de plomo y se hizo exitosamente.

 De manera contundente y siguiendo paso a paso el manual, identificamos la manera de medir el pH y pOH de varias sustancias con ayuda del papel pH y el potenciómetro, de esta manera pudimos diferenciar a las sustancias, separándolas ya sean bases o ácidos. Todo esto anotando los resultados para compararlo al último, dándonos cuenta que el método para diferenciarlas con el papel pH era impreciso, ya que al ver los colores podíamos equivocarnos de escala, sobre todo con la coca-cola, debido al color de la misma. Gracias a todo esto queda muy claro la forma de cómo identificar sustancias ácidas, bases o neutras.En conclusIón nos dimos cuenta de que hay sustancias que para la mayoria de nosostros son de uso cotidiano, son muy daniñas ya que son muy ácidas y eso puede dañar nuestro cuerpo por ejemplo uno de los productos que probamos fue la famosisimacoca-cola y resulto ser una de las mas acida que aparte de eso es muy vendida; uno de los productos más consumidos en el pais y creo que hasta en el mundo.
BIBLIOGRAFIA
Chang, R. Química. Me Graw-Hill, México, 1994.
RUSSEL, J.B.; LARENA, A. Química General, McGraw-Hill, México, 1992
CHANG, R. Principios Esenciales de Química General, Cuarta edición
McGraw-Hill, Madrid, 2006.
Química: la ciencia central, Brown Theodore L., Eugene H. Le May (jr)
Bruce E. Bursten, Prentice Hall,