1° Informe Potenciometro.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA FACULTAD DE CIENCIAS DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE QUÍMICA LABORATORIO DE BIOQUÍMICA

PRÁCTICA N° 1

USO DEL POTENCIÓMETRO Y DETERMINACIÓN DEL pH Integrantes: - Ballesteros del Águila, Israel Alexis

(20161429)

- Fuentes Flores, Bryan Alexander

(20161437)

- López Aguirre, Celmira Carolina

(20140299)

-Paredes Delgado, Jefferson Luigi

(20161454)

-Rodriguez Diaz, Jamerccy Victoria

(20170237)

Grupo: Martes 11:00 AM – 1:00 PM Fecha de la práctica: 26/03/18 Fecha de entrega del informe: 3/04/18

2018-I

I.

INTRODUCCIÓN

Ciertas sustancias liberan iones hidrógeno y otras aceptan dichos iones en medio acuoso generándose una reacción llamado ácido-base según Brönsted y Lowry (1923).El grado de disociación de los ácidos en agua, por ejemplo varía desde una disociación prácticamente total en el caso de un ácido fuerte hasta prácticamente ninguna en el caso de un ácido débil (Campbell 2009). Los ácidos y las bases débiles generan sus respectivos bases y ácidos llamados conjugados que coexisten estableciéndose entre ellos un equilibrio. En esta práctica se va a determinar el pH de diferentes sustancias usando el potenciómetro, y contrastarlas teóricamente, pero ¿Qué es el pH? Según Chang (2013), el pH se define como el logaritmo negativo de la concentración del ión hidrógeno en (mol/L): 𝑝𝑝＝ − 𝑝𝑝𝑝[𝑝3 𝑝+ ]o 𝑝𝑝＝ − 𝑝𝑝𝑝[𝑝+ ]el cual permite medir el grado de acidez o basicidad de una sustancia en medio acuoso. También haciendo uso de la ecuación de Henderson-Hasselbalch, calculando el pH de una disolución, a partir del pKa o el pKb (constante de disociación del ácido o de la constante de disociación de la base, respectivamente) y las concentraciones de equilibrio del ácido o base y de sus correspondientes base o ácido conjugado, respectivamente.

Otra forma de determinar su naturaleza ácida o base, sin requerir a cálculos, es por medio del uso de papel tornasol, que inicialmente es color mostaza, puesto que, al entrar en contacto con una sustancia ácida, se torna color rosado grosella; y cuando entra en contacto con una sustancia básica o alcalina, de color azul. También existen otras formas, como la titulación con NaOH, haciendo uso de la Fenolftaleína. (Barba, Rodríguez & Córdoba; 1991).

II.

RESULTADOS: pH teórico

pH práctico

Ácido clorhídrico (HCl) 1 M

0

0,12

Ácido clorhídrico (HCl) 0,1 M

1

2,85

Ácido acético (CH3COOH) 0,2 M

2,72

2,65

Hidróxido de sodio (NaOH) 1 M

14

11,15

Hidróxido de sodio (NaOH) 0,1 M

13

10,74

Acetato de sodio (CH3COONa) 0,2 M

9,02

8.92

Gaseosa

-

2.93

Zumo de limón

-

2.29

Leche

-

6.10

Cuadro N° 1: pH teórico y práctico obtenidos en el laboratorio. Cálculos con pKa=4,74 y Ka =1.8 × 10−5de ácido acético según Chang(2013).

III.

DISCUSIONES

De los resultados se observa que en la gran mayoría de las muestras no se muestra una coincidencia del valor práctico de pH con el teórico que se calculó. Este hecho puede deberse a diferentes limitaciones o posibles errores presentes en el electrodo de vidrio que se utilizó para la medición, en donde según Gómez (2002), “El pH se relaciona con la diferencia de potencial a través de una membrana de vidrio selectiva a los protones y su actividad”. Por lo que la selectividad de la membrana, el medio, o las limitaciones inherentes al equipo podrían variar el pH a aproximadas 1 o 2 unidades. En los casos como son el del Hidróxido de Sodio 0,1 M, se observó una baja de pH, de 13 a 10.74 o incluso menos, esto según Gómez (2002), se debe al error alcalino donde “la concentración de H+ es muy pequeña y la interferencia de otros cationes (Ej. Metales alcalinos) reduce los valores medidos de pH”. A la inversa sucede con el error ácido donde “el potenciómetro registra valores de pH mayores a los reales. Este fenómeno puede deberse a las condiciones de fuerte acidez donde los coeficientes de

actividad para los protones y para el agua se alejan de la idealidad”. Este error pudo observarse en las muestras de Ácido Clorhídrico 0.1 M y 1 M. Según Goicochea (2010), dentro del potenciómetro también podrían ocurrir errores “si la solución del analito es diferente de la del tampón estándar o calibrador, puede variar el potencial de unión” esto produciría error en el pH que se mide; del mismo modo Gómez (2002) afirma “Al medir el pH de muestras con fuerza iónica (está en función a las concentración de iones totales) baja puede existir un gran error de varias unidades de pH (1o 2 unidades). Este error es debido a variaciones importantes del potencial de unión líquida por la coagulación parcial de la fibra porosa o vidrio fritado”. Un factor que también pudo influir en la variación de los pH encontrados, es la temperatura. Generalmente al calcular el pH teórico usando la constante de ionización del agua, esta tiene un valor referencial a 25°C, sin embargo en el laboratorio se trabajó a 21,5°C. Según la investigación de Dotro (1994), donde evalúa el comportamiento del pH vs Temperatura, “el pH deja de ser una simple función dependiente de la concentración molar de protones y de su coeficiente de actividad, (pH= -log [H+] ) para pasar a ser una función dependiente en forma logarítmica de las condiciones de estado de un sistema termodinámica dado”, “al aumentar la energía de la disolución aumente la ionización y por consiguiente disminuya el pH para el caso de los ácidos y el pOH para el caso de las bases”. Con relación a las medidas de pH de la limón, leche y gaseosa, observamos que la variación de la limón y el liche están en el rango permitido, por lo tanto, la medición estuvo adecuada. Chang (2010), nos da una tabla de valores de pH para algunos fluidos conocidos, entre ellos figura el pH del jugo de limón, el cual nos indica que es de 2,4.

Cuadro N°2: pH de algunos fluidos comunes. Fuente: Chang(2010). Química. 10a. edición.

Cuadro N°3: Componentes del zumo de limón envasado y natural. Fuente: SERNAC, Departamento de estudios. Del estudio realizado por SERNAC, podemos notar que los componentes del limón que le dan esa característica ácida (pH bajo) son el ácido ascórbico, ácido cítrico, ácido aspártico y ácido glutámico. Del mismo cuadro presentado por Chang (2010) en su libro Química. 10a edición, indica que el valor del pH de la leche es de 6,5. Según Alais (1985), Fox y McSweeney (1998), los cuales son citados por Negri en un trabajo expuesto en APROCAL (APROCAL. Asociación pro calidad de la leche y sus derivados., 2015), nos afirma que la leche de vaca recién ordeñada y sana, es ligeramente sana con un pH comprendido entre 6.5 y 6.8, como consecuencia de la presencia de caseína, aniones fosfórico y cítrico, principalmente, los cuales se aplican a temperaturas cercanas a 25ºC.. Sin embargo, la gaseosa tuvo un pH muy ácido esto pudo haber ocurrido por la incorrecta limpieza en la membrana de vidrio y en el diafragma del potenciómetro, por lo cual generó una variación en la medición.(Instrucciones de uso para electrodos para la medición de pH y del potencial redox, SI Analytics GmbH). Se puede afirmar esto ya que la acidez de las gaseosas se debe al CO 2, este en un medio acuoso toma la forma de H2CO3 (ácido carbónico). Cuando el CO2 entra en contacto con el medio (al abrirse la botella), el ácido carbónico al ser inestable, se descompone en CO2 y agua por lo que se esperaba que el pH obtenido en el laboratorio, hubiese sido mayor al que se encontró en literatura. Pero según la tesis de (Determinación de pH y contenido de Azúcares de varias bebidas No alcohólicas: su relación con la erosión y caries dental de la USFQ del año 2015) el pH de algunas gaseosas como la de Inca kola, triple cola o ente otras el rango de pH de algunas gaseosas da 2.30 a 3.40l, este dato nos da a entender que el dato del pH del resultado pudo haber sido una de estas gaseosas.

IV.

CONCLUSIONES

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Los valores de pH de la muestras de ácido clorhídrico obtenidas en la práctica tienen una diferencia con respecto a su valor teórico, debido a que las condiciones de fuerte acidez donde los coeficientes de actividad para los protones y para el agua están alejadas de la idealidad. Las muestras de hidróxido de sodio mostraron diferencias en sus valores de pH obtenidos en el laboratorio con respecto a sus valores teóricos, estas se debieron a que las concentraciones de H+ son muy pequeñas y la interferencia de otros cationes reduce los valores medidos de pH. Las muestras de ácido acético, acetato de sodio, gaseosa, limón y leche también mostraron diferencias en sus valores de pH, debido a diversos factores como ¨la selectividad de la membrana, el medio, o las limitaciones inherentes al equipo podrían variar el pH a aproximadas 1 o 2 unidades¨, ¨errores dentro del potenciómetro¨ o ¨la temperatura del ambiente en el cual se realizan las mediciones¨, etc.

V. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS - APROCAL. Asociación pro calidad de la leche y sus derivados. (31 de marzo de

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2018).Obtenido de: http://www.aprocal.com.ar/wp-content/uploads/pH-y-acidez-enleche2.pdf Chang, R; Goldsby, K. 2013.Química. Santa Fé, Mexico. 672 p. CHANG, RAYMOND. 2010. Química. 10a ed. McGrawHill. Campbell, M; Farrel, S. 2009. Bioquímica. México. 47 p. Barba, L.; Rodríguez, R.; Córdoba, J. (1992). Manual de Técnicas Macroquímicas de campo para la arqueología. D.F., México. Gómez-Biedma, S.; Soria, E. & Vivó, M. (2002). Análisis electroquímico. Revista de Diagnóstico Biológico, 51(1), 18-27. Recuperado en 30 de marzo de 2018, de http://scielo.isciii.es/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S003479732002000100005&lng=es&tlng=es Goicoechea. H. (2010). Determinación del pH por potenciometría directa. 30 de marzo 2018, de Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas, Universidad Nacional del Litoral. Sitio web: http://www.fbcb.unl.edu.ar/catedras/analitica/doc/TP_Final_pH_Electrodo_Combinado.pdf Servicio Nacional del consumidor. Análisis de los Jugos de Limón y Sucedáneos del Jugo de Limón Envasados que se expenden en la Región Metropolitana (Julio, 2001). Obtenido de:https://www.sernac.cl/33805/ Stefania Rodriguez /2015/Determinación de pH y contenido Total de Azúcares de varios bebidas no alcohólicas su relación con erosión y caries dental/ Universidad San Francisco de Quito. Instrucciones de uso para electrodos para la medición de valores de pH y del potencial Redox(SI Analytics GmbH) obtenido http://www.sianalytics.com/fileadmin/upload//Gebrauchsanleitungen/Elektroden/ScienceLine/INT/p H-and-redox-electrodes_63-KB_Spanish-PDF.pdf