La práctica de laboratorio “Determinación de la constante de equilibrio de un ácido débil”

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3. Se vertió a la solución de ácido acético las cantidades de volumen de NaOH, estipuladas en una tabla de volúmenes, y se midió el pH respectivo.

- Diagrama de Flujo[pic 5]

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- RESULTADOS

Gráfica No.1: Curva de Titulación de Ácido acético con Hidróxido de Sodio a 21°C.[pic 23]

Fuente: Datos Calculados

Gráfica No.2: Método de primera derivada para encontrar punto de equivalencia.

[pic 24]

Fuente: Datos Calculados

Gráfica No. 3: Método de la segunda derivada para obtener el punto de equivalencia. [pic 25]

Fuente: Datos Calculados

Tabla No.1: Constantes de equilibrio para el ácido acético obtenidas por distintos métodos a 21°C.

Método

Constante de Equilibrio (Ka)

Curva de Titulación

2.75*10-9

Primera Derivada

9.55*10-7

Segunda Derivada

1.23*10-8

Estequiometria

1.89*10-8

Fuente: Datos Calculados

Tabla No.2: Porcentaje de error del punto de equivalencia para los distintos métodos.

Método

Punto de Equivalencia

Porcentaje de Error (%)

Curva de Titulación

5.8

3.65

Primera Derivada

6

0.33

Segunda Derivada

6.5

7.97

Estequiometria

8.4

39.53

Fuente: Datos Calculados

- INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

En la gráfica 1 se mostró la curva de titulación entre el ácido acético e hidróxido de sodio. El coeficiente de correlación obtenido fue: 0.8436, lo cual determinó una dependencia total entre ambas variables. Además, el valor obtenido indicó que el método utilizado es confiable, ya que existe una proporción constante entre las variables y la dispersión de los datos fue mínima. También permitió establecer que la relación entre el volumen agregado y el potencial de hidrógeno (pH) fue directa.

La lectura del pH en la práctica fue primordial ya que está sirvió para generar la curva de titulación, la cual dio los valores de pH en los distintos puntos de equivalencia a partir de la gráfica No.2 y No.3. Los errores sistemáticos (potenciómetro, balanza y pipeta) así como los errores accidentales (ojo humano) afectaron en el volumen medido y la concentración de soluciones preparadas, por lo que afectaron el valor real del volumen utilizado de ambas soluciones y su concentración, teniendo efecto así en la constante de equilibrio. Si se toma el valor experimental de Ka=9.855x10-7 a 21°C y se compara con el teórico Ka=1.64x10-6, se observó que existió una disminución en el valor experimental, siendo el método de primera derivada el más exacto entre los utilizados para determinar el punto de equivalencia, con un error del 0.33 %. La diferencia entre las constantes de equilibrio se debió a los errores mencionados anteriormente. Además una fuente de error significativa fue la concentración del hidróxido de sodio, ya que no se estandarizó, y debido a que es una solución higroscópica, pudo estar a una concentración menor y estar afectada por el dióxido de sodio que se encontraba en el aire.

En la tabla 1 se mostró los valores obtenidos de la constante de equilibrio por cuatro métodos distintos. Se observó que el valor la constante de equilibrio para cada uno de los métodos disminuyó respecto a la constante de equilibrio a 25 °C, (1.8x10-5). Por lo cual, se determinó que Ka es proporcional a la variación de temperatura, es decir al disminuir la temperatura, Ka también disminuye.

En la Tabla 2 se mostró el porcentaje de error obtenido del punto de equivalencia para cada método. Se observó que el error obtenido por los métodos de: curva de titulación y segunda derivada fue relativamente bajo. Sin embargo, al obtener un punto de equivalencia distinto, el pH varió, disminuyendo el valor de la constante de equilibrio al aumentar el volumen. Por lo cual, se determinó que el porcentaje de error obtenido fue significativo, influyendo en la variación del punto de equivalencia en cada método.

- CONCLUSIONES

- Se determinó que los valores de la constante de equilibrio (Ka) obtenidos para la curva de titulación, primera derivada y segunda derivada fue: 2.75*10-9 ,9.55*10-7 y 1.23*10-8, respectivamente.

- El porcentaje de error obtenido para el punto de equivalencia para la curva de titulación, primera derivada y segunda derivada fue: 3.65%, 0.33% y 7.97 %, respectivamente.

- Se determinó que el método más exacto para determinar el error del volumen en el punto de equivalencia fue el de la primera derivada teniendo un valor de 6 mL. Además, los puntos de equivalencia son afectados por errores sistemáticos y accidentales, así como la temperatura.

- Se determinó que el coeficiente de correlación para la curva de titulación fue: 0.8436, lo cual estableció un relación directa entre las variables de pH y el volumen agregado.

- BIBLIOGRAFÍA

- Aràneo, Antonio. (1972) Química Analítica Cualitativa. Trad. Javier Arenas de la Rosa. México: McGraw-Hill, 107,108,123p.

- Barrera García-Salas,