Análisis y control

Potenciometria: corbes de valoració

Compartir 0 Me sirvió 0 No me sirvió

OBJECTIU

Determinació del punt d'equivalència de la valoració per mitjà del pH-metre, conèixer el punt d'equivalència. Observació del viratge de l'indicador de fenolftaleïna amb la referència del pH-metre.

FONAMENT TEORIC

Una valoració potenciomètrica implica la mesura del potencial d'un electrode indicador adeqüat en funció del volum del reactiu valorant. La informació que s'obté mitjançant la valoració potenciomètrica no és la mateixa que la que s'obté amb una mesura depotencial directa.

En comparació amb les valoracions que fan servir indicadors químics, els punts finals potenciomètrics proporcionen dades més exactes. Són particularment útils per a la valoració de sustàncies colorejades o amb turbidesa i per detectar la presencia d'espècies insospitades a la dissolució. Tenen l'inconvenient que requereixen més temps que les valoracions en què s'utilitzen indicadors, però s'automatitzen fàcilment.

La corba de valoració és la representació gràfica de la valoració del pH de la solució que es vol valorar respecte al volum d'àcid o de base afegit. Un ajut molt important per escollir amb precisió cada indicador és la corba de valoració. Quan l'indicador canvia de color, s'ha arribat al punt final de cada valoració.

L'indicador serà la fenolftaleína, que té un intèrval de viratge de 8,0 a 10,0, i canviarà de ser incolor a ser rosat.

Les corbes a obtenir són, teòricament:

En funció del mètode que es faci servir per a detectar el punt final.

MATERIAL

PH-metre.
Vasos de precipitats de 100 ml.
Bureta de 50 ml.
Pipetes de 5 i 10 ml.
Agitador magnètic.
Suport.
Nous.
Pinces.

REACTIUS

Hidròxid sódic (NaOH) 0,1N comercial.

Corrosiu C

R35: Provoca cremadures greus.

S26: En cas de contacte amb els ulls, rentar amb aigua abundant i anar al metge.

S36/37/39: Fer servir indumentaria i guants adeqüats i protecció per als ulls/la cara.

S45: En cas d'accident o malestar, acudir al metge (si es possible, mostrar-li l'etiqueta).

Acid clorhídric (HCl) 0,1N; 1,19 g/ml; 37%.

Corrosiu, C i Irritant Xi

R34: Provoca cremadures.

R37: Irrita les vies respiratories.

S26: En cas de contacte amb els ulls, rentar amb aigua abundant i anar al metge.

S36/37/39: Fer servir indumentaria i guants adeqüats i protecció per als ulls/la cara.

S45: En cas d'accident o malestar, acudir al metge (si es possible, mostrar-li l'etiqueta).

Fenolftaleína (C20H14O4)
Acid acètic 0,1 M. (CH3COOH).

Irritant, Xi

S26: En cas de contacte amb els ulls, rentar amb aigua abundant i anar al metge.

R36/38: Irrita els ulls i la pell.

MÈTODE

Corba de valoració àcid fort - base forta

Ompliu la bureta amb la dissolució 0,1 N de NaOH.

Mesureu 20 ml de la dissolució d'àcid clorhídric 0,1 M i poseu-los dins d'un vas de precipitats, afegiu dues gotes de fenolfaleïna.

Introduiu l'electrode de vidre, prèviament calibrat, tot agitant magnèticament i anoteu el valor del pH.

Calculeu el volum de dissolució d'hidròxid sòdic necessari per neutralitzar els 20 ml de la dissolució d'àcid clorhídric 0,1 M.

Aneu afegint petits volums de NaOH de la bureta mesurant el pH després de cada adició.

Anoteu el pH en el moment del viratge de l'indicador i afegiu fins a 10 ml més d'hidròxid de sodi.

Construirem la corba de valoració quan s'afegeix gradualment dissolució de NaOH 0,1 M a 20,0 ml de solució de HCl 0,1 M.

Corba de valoració àcid feble - base forta

Ompliu la bureta amb la dissolució de NaOH 0,1 M.

Mesureu 20 ml d'àcid acètic 0,1 M i poseu-los dins d'un vas de precipitats, afegiu-hi dues gotes de fenolftaleïna.

Introduïu l'electrode de vidre, prèviament calibrar, tot agitant magnèticament i anoteu el valor del pH.

Aneu afegint petits volums de NaOH 0,1M de la bureta, mesurant el pH després de cada addició.

Anoteu el pH en el moment del viratge de l'indicador, i afegiu 5 ml més d'hidròxid de sodi.

Anoteu els valors dels pH corresponents.

Construïu la gràfica de pH enfront dels volums de NaOH 0,1 M.

RESULTATS I CÀLCULS

Per a la valoració de HCl 0,1 N amb NaOH 0,1 N

ml afegits	pH	increment pH	increment ml afegits	increment pH/increment ml afegits
0	1,4
5	1,66	0,26	5	0,1566
10	1,83	0,17	5	0,0929
15	2,04	0,21	5	0,1029
18	2,37	0,33	3	0,1392
19	2,51	0,14	1	0,0558
19,5	2,61	0,1	0,5	0,0383
19,6	2,64	0,03	0,1	0,0114
19,7	2,67	0,03	0,1	0,0112
19,8	2,69	0,02	0,1	0,0074
19,9	2,71	0,02	0,1	0,0074
20	2,75	0,04	0,1	0,0145
20,1	2,77	0,02	0,1	0,0072
20,2	2,82	0,05	0,1	0,0177
20,3	2,85	0,03	0,1	0,0105
20,4	2,88	0,03	0,1	0,0104
20,5	2,92	0,04	0,1	0,0137
20,6	2,97	0,05	0,1	0,0168
20,7	3,04	0,07	0,1	0,0230
20,8	3,11	0,07	0,1	0,0225
20,9	3,17	0,06	0,1	0,0189
21	3,24	0,07	0,1	0,0216
21,1	3,36	0,12	0,1	0,0357
21,2	3,54	0,18	0,1	0,0508
21,3	3,75	0,21	0,1	0,0560
21,4	3,95	0,2	0,1	0,0506
21,5	5,25	1,3	0,1	0,2476
21,6	8,04	2,79	0,1	0,3470
21,8	9,55	1,51	0,2	0,1581
22	10,22	0,67	0,2	0,0656
22,5	10,77	0,55	0,5	0,0511
23	11,03	0,26	0,5	0,0236
23,5	11,2	0,17	0,5	0,0152
24	11,34	0,14	0,5	0,0123
24,5	11,41	0,07	0,5	0,0061
25	11,48	0,07	0,5	0,0061

Apart de la determinació gràfica, (21,6 ml NaOH) trobem que la màxima inflexió es troba entre 21,5 i 21,6 ml a la primera valoració, de forma que es pot considerar el punt d'equivalència com 21,55 ml NaOH 0,1N.

La valoració d'àcid acètic 0,1 M amb sosa 0,1 M.

ml afegits	pH	Increment pH	increment ml afegits	increment pH/increment ml afegits
0	3,07
1	3,33	0,26	1	0,0781
2	3,8	0,47	1	0,1237
3	3,97	0,17	1	0,0428
4	4,12	0,15	1	0,0364
5	4,24	0,12	1	0,0283
6	4,36	0,12	1	0,0275
7	4,47	0,11	1	0,0246
8	4,55	0,08	1	0,0176
9	4,66	0,11	1	0,0236
10	4,75	0,09	1	0,0189
11	4,84	0,09	1	0,0186
12	4,94	0,1	1	0,0202
13	5,04	0,1	1	0,0198
14	5,116	0,076	1	0,0149
15	5,29	0,174	1	0,0329
16	5,45	0,16	1	0,0294
17	5,65	0,2	1	0,0354
17,1	5,68	0,03	0,1	0,0053
17,2	5,7	0,02	0,1	0,0035
17,3	5,75	0,05	0,1	0,0087
17,4	5,77	0,02	0,1	0,0035
17,5	5,8	0,03	0,1	0,0052
17,6	5,83	0,03	0,1	0,0051
17,7	5,87	0,04	0,1	0,0068
17,8	5,95	0,08	0,1	0,0134
17,9	6,01	0,06	0,1	0,0100
18	6,05	0,04	0,1	0,0066
18,1	6,11	0,06	0,1	0,0098
18,2	6,19	0,08	0,1	0,0129
18,3	6,27	0,08	0,1	0,0128
18,4	6,34	0,07	0,1	0,0110
18,5	6,42	0,08	0,1	0,0125
18,6	6,5	0,08	0,1	0,0123
18,7	6,56	0,06	0,1	0,0091
18,8	6,78	0,22	0,1	0,0324
18,9	7	0,22	0,1	0,0314
19	7,93	0,93	0,1	0,1173
19,1	9,28	1,35	0,1	0,1455
19,2	9,88	0,6	0,1	0,0607
19,3	10,08	0,2	0,1	0,0198
19,4	10,35	0,27	0,1	0,0261
19,5	10,45	0,1	0,1	0,0096
19,6	10,56	0,11	0,1	0,0104
19,7	10,62	0,06	0,1	0,0056
19,8	10,71	0,09	0,1	0,0084
19,9	10,73	0,02	0,1	0,0019
20	10,79	0,06	0,1	0,0056
21	11,19	0,4	1	0,0357
22	11,33	0,14	1	0,0124
23	11,47	0,14	1	0,0122
24	11,56	0,09	1	0,0078
25	11,65	0,09	1	0,0077

A la segona valoració tenim un punt d'equivalència entre 19 i 19,1, per tant anotem 19,05 ml NaOH com a punt d'inflexió. Segons la gràfica, el punt d'equivalència seria 19,1 ml.

El punt teòric es de 20 ml a les dues valoracions, ja que, segons les reaccions que es produeixen:

NaOH + HCl NaCl + H2O

NaOH + CH3COOH CH3COONa + H2O

I tenint en compte que les dissolucions tenen la mateixa concentració, 1 unitat de volum de base equival a 1 unitat de volum d'àcid (sempre parlant de la teoria).

OBSERVACIONS

La primera valoració (NaOH 0,1 N amb HCl 0,1 N) l'hem repetit dues vegades per problemes amb el maneig de l'instrumental.

L'origen de les dissolucions de NaOH 0,1 M i HCl 0,1 M ja deixa esperar uns resultats tan poc ajustats a la realitat com els obtinguts. Provenen d'agrupar diferents dissolucions amb diferents factors.

El mètode per a determinar el punt final de les valoracions integrades ha estat extret de la bibliografia, i es justifica tenint en compte que el punt d'inflexió no es pot determinar de forma exacta si és el primer salt o el segon, per això es relacionen els dos punts més alts de la taula de dades.

Durant la pràctica tracto de normalitat i de molaritat indistintament per ser equivalent a totes les espècies químiques que intervenen a la pràctica.

BIBLIOGRAFIA