Pregunta: Determinando K a por la Media titulación de un ácido débil Un análisis común de un ácido débil o una base débil es realizar una titulación con una base o un ácido de concentración molar conocida para ayudar a determinar la constante de equilibrio, Ka , para el ácido débil o la base débil. Si esta titulación se lleva a cabo con mucho cuidado y precisión, los

Determinando K _a por la
Media titulación de un ácido débil

Un análisis común de un ácido débil o una base débil es realizar una titulación con una base o un ácido de concentración molar conocida para ayudar a determinar la constante de equilibrio, _Ka , para el ácido débil o la base débil. Si esta titulación se lleva a cabo con mucho cuidado y precisión, los resultados pueden conducir a una aproximación válida de una constante de equilibrio. Sin embargo, en este experimento utilizará una técnica diferente para determinar la K _a de un ácido débil, el ácido acético.

Tu objetivo principal en este experimento es calcular la K _a del ácido acético. Los datos que usarás para completar tus cálculos provendrán de la reacción del ácido acético con una solución de NaOH. Recuerde de su trabajo con titulaciones de ácido débil-base fuerte que el punto en el que una reacción se titula a la mitad se puede usar para determinar el _pKa del ácido débil. En este experimento, el punto de titulación media existirá cuando haya agregado la mitad de moles de HC2H3O2 que moles de NaOH. Así, el OH ^– habrá reaccionado con la mitad del HC2H3O2, quedando la solución con moles iguales de HC2H3O2 y C2H3O2 ^– . En este punto, según la ecuación de Henderson-Hasselbalch,

si hay moles iguales de HC2H3O2 y C2H3O2 ^– en el punto de media titulación, entonces el pKa es igual al valor de pH de la solución.

En este experimento, puede resultarle sorprendente que no necesite realizar un seguimiento detallado del volumen de titulante de NaOH agregado, como lo haría en la mayoría de las titulaciones. También es inusual realizar una titulación sin trazar o analizar una curva de titulación convencional. Esta es la naturaleza de una media titulación; solo es importante saber cuándo se han agregado cantidades iguales de OH ^– y HC2H3O2.

OBJETIVOS

En este experimento, usted

Llevar a cabo una reacción entre soluciones de un ácido débil e hidróxido de sodio.

Determinar el punto medio de titulación de una reacción ácido-base.

Calcule el _Ka y el pK _a para el ácido débil.

Figura 1

MATERIALES

PROCEDIMIENTO

1. Obtenga y use gafas protectoras.

2. Use una abrazadera de bureta para conectar una bureta de 50 ml a un soporte de anillo. Enjuague y llene la bureta con
Solución de ácido acético 1,00 M. Manipule el ácido acético con cuidado. Puede causar quemaduras dolorosas si entra en contacto con la piel .

3. Transferir exactamente 25,0 mL de la solución de ácido acético a un vaso de precipitados de 250 mL.

4. Utilice una pipeta Beral de plástico para extraer un pequeño volumen de ácido acético del vaso de precipitados de 250 ml. Extraiga suficiente ácido acético en la pipeta para que el bulbo esté lleno hasta ¼ de su capacidad. Deje a un lado con cuidado la pipeta de ácido, para usarla más tarde.

5. Agregue 1-2 gotas de solución indicadora de fenolftaleína al vaso de precipitados de ácido acético.

6. Configure el sistema de recopilación de datos. Conecte una interfaz LabPro o CBL 2 a la computadora o dispositivo portátil con el cable adecuado.

a. Conecte un sensor de pH al canal 1 de la interfaz.

b. Coloque el sensor de pH en el vaso de precipitados de ácido acético.

C. Inicie el programa de recopilación de datos.

d. Configure la recopilación de datos de la manera que mejor se adapte a su proceso para seguir la reacción de neutralización. Simplemente puede monitorear las lecturas de pH desde la pantalla principal de la computadora o dispositivo portátil y registrar los datos a mano en una tabla de datos separada.

7. Obtenga aproximadamente 50 ml de solución de NaOH 1,00 M. PRECAUCIÓN: La solución de hidróxido de sodio es cáustica. Evite derramarlo sobre su piel o ropa .

8. Comience la media titulación.

a. Coloque el vaso de precipitados de ácido acético en un agitador magnético y agregue una barra de agitación.

b. Instale un soporte de anillo y una abrazadera para sostener el sensor de pH en su lugar (vea la Figura 1). Coloque el sensor de pH en el vaso de forma que la punta de la sonda quede completamente sumergida.

C. Revuelva suavemente la solución de ácido acético.

d. Use una pipeta Beral de plástico nueva para agregar lentamente la solución de NaOH 1,00 M, en incrementos de ~ 1 ml, al vaso de precipitados de solución de ácido acético (consulte la Figura 1).

9. Realice la titulación con cuidado. A medida que la reacción se acerque al punto de equivalencia, aproximadamente a pH 6, agregue gota a gota la solución de NaOH. Cuando llegue al punto de equivalencia, el pH aumentará rápidamente y el indicador cambiará de color. Si es necesario, agregue otra gota de NaOH, para que la reacción supere ligeramente el punto de equivalencia. Recuerde que el pH no aumentará rápidamente más allá del punto de equivalencia (pH ~10).

10. Agregue todo el ácido acético de la pipeta Beral, que retiró en el paso 3, al vaso de precipitados con la mezcla de reacción. Verifique las lecturas de pH y observe el color del indicador. La mezcla debe ser ligeramente ácida una vez más.

11. Con cuidado, agregue NaOH, gota a gota, al vaso de precipitados de la mezcla de reacción, hasta alcanzar el punto de equivalencia con la mayor precisión posible. Es visible un color rosado muy leve del indicador de fenolftaleína. Esta es su solución semititulada, porque ha neutralizado exactamente 25,0 mL de los 50,0 mL originales de ácido acético que midió en la bureta.

12. Transfiera los 25,0 mL restantes de ácido acético de la bureta al vaso de precipitados de 250 mL de la mezcla de reacción. Revuelva bien la solución en el vaso de precipitados. Lea y registre el pH de la solución en el vaso de precipitados.

13. Cuando haya terminado la prueba, deseche la mezcla de reacción como se indica. Enjuague el sensor de pH con agua destilada como preparación para una segunda prueba. Repita los pasos necesarios para probar una nueva muestra de la solución de ácido acético.

TABLA DE DATOS

ANÁLISIS DE LOS DATOS

1. Calcule el pK _a y K _a usando los resultados de su prueba.

2. Encuentra los valores aceptados para el pK _a y K _a del ácido acético. ¿Qué tan bien se comparan los valores aceptados con sus valores calculados? Explicar.

3. Explique por qué el pH en el punto de media titulación es igual al pK _a en su experimento.

4. Explique cómo se podría realizar esta prueba usando solo una solución indicadora y ningún medio electrónico para medir el pH.