Determinación del (pKa) del ácido fosfórico

...

del ácido fosfórico

mEq de NaOH pH del ácido fosfórico

0 1.75

0.5 1.84

1 2.01

1.5 2.18

2 2.52

2.5 3.27

3 6.09

3.5 6.57

4 6.9

4.5 7.24

5 7.74

5.5 8.65

6 11.02

6.5 11.47

7 11.68

7.5 11.86

8 11.98

8.5 12

9 12.08

9.5 12.13

10 12.21

ANÁLISIS DE RESULTADOS

Al agregar las primeras alícuotas de NaOH en la solución de H3PO4 con el reactivo de Yamada, no se notó cambio en el color, la solución seguía color transparente.

Esto se debe a que la fenoftaleina es un indicador de pH, un compuesto ionizable en el que las formas disociada y sin disociar tienen diferente color. La fenolftaleína tiene un valor de pK de 8,9 y la forma no disociada es incolora y la disociada es rosa, es por eso que al añadir entre 25 y 30 ml de NaOH la solución transparente se tornó color rosa claro; además, el pH aumentó de 3.27 a 6.09, se podría decir que en este rango se perdió el primer protón, generando la primera curva de titulación.

Al agregar 45 ml de NaOH a la solución, se notó otro cambio de coloración dando lugar a un tono morado claro, obteniendo un pH de 7.24.

Entre 55 y 60 ml añadidos de NaOH se notó otro gran cambio de pH, de 8.65 a 11.02, se podría decir que en este rango se liberó el segundo protón, generando la segunda curva de titulación.

Entre 60 y 100 ml agregados de NaOH, el color se torno morado más nítido y el pH fue aumentando poco a poco de 11.02 hasta 12.21, en este rango se liberó el tercer protón, dando lugar a la tercera y última curva de titulación

Según la literatura los valores de la constante de disociación del H3PO4 son:

Ka1=7.25 x10-3 M

Ka2= 1.38x10-7 M

Ka3= 3.98x10-13 M

Y los valores de pKa son:

pKa1=2.14

pKa2=6.86

pKa3=12.4

CONCLUSIÓN

Finalmente llegamos a la conclusión de que en la titulación de H3PO4 con NaOH, existen tres puntos de equivalencia, porque se neutralizaron tres H+.

Obtuvimos que el pH en el punto inicial fué de 1.75, esto se puede comprobar tomando en cuenta los valores de las constantes de disociación del H3PO4, considerando únicamente la primera disociación.

Antes del primer punto de equivalencia, se tienen mezclas de H_3 PO_4 y H_2 PO_4^-; esto es, disoluciones tampón.

En el primer punto de equivalencia, la especie presente es la solución anfótera H_2 PO_4^-

El pH en este punto es

pH=((〖pK〗_a1+〖pK〗_a2))⁄2

Entre el primero y el segundo punto de equivalencia de nuevo se obtiene una disolución tampón, constituida por H_2 PO_4^- y H_2 PO_4^(2-).

pH=〖pK〗_a2

En el segundo punto de equivalencia, se tiene la especie anfótera H_2 PO_4^(2-).

pH=(〖pK〗_a2 〖+pK〗_a3)/2

Entre el segundo y tercer punto de equivalencia, la disolución tampón está constituida por HPO_4^(2-) y PO_4^(3-).

pH=〖pK〗_a3

En el tercer punto de equivalencia, la disolución contiene la base PO_4^(3-) cuya disociación puede representarse así:

CUESTIONARIO

Esquematice la disociación del ácido fosfórico

Explique que es el pKa

pKa= -log⁡Ka

De manera habitual. El grado en que se disocia un ácido se mide en disolución diluida para que la concentración de agua permanezca constante, escribiendo la constante de equilibrio, Keq, en términos de Ka. Por comodidad la fuerza de un ácido se indica por su valor de pKa y no por Ka.

Describa cuando los valores del pH y pka son iguales

Cuando el compuesto está en la misma proporción de forma protonada y desprotonada, es decir, el ácido esta disociado en un 50%.

Especifique que es el punto isoeléctrico.

Es el valor de pH en el que una molécula no tiene carga neta, es cero.

¿Qué diferencia existe entre un ácido débil y un ácido fuerte? Escriba tres ejemplos de c/u de ellos

Los ácidos débiles se ionizan de forma limitada en el agua y los ácidos fuertes son electrófilos fuertes, que se ionizan completamente en agua.

Ácidos fuertes: HClO_4, H_2 SO_4, HCl.

Ácidos débiles: 〖HSO〗_4^-, 〖CH〗_3 COOH, 〖NH〗_3

EJERCICIOS DE INTEGRACIÓN

Escriba la ecuación química correspondiente a la ionización de cada uno de los siguientes ácidos:

HBr+ H_2 O ↔〖Br〗^-+ H_3 O^+

HI+H_2 O ↔ H_3 O^++ I^-

HNO_3+H_2 O ↔ H_3 O^++NO_3^-

〖HClO〗_4+H_2 O ↔ H_3 O^++ 〖ClO〗_4^-

C_2 〖Cl〗_3 O_2 H +H_2 O ↔ H_3 O^++

El ácido fosfórico puede perder 3 protones. Escriba las ecuaciones correspondientes