Secundaria Valoración ácido-base sólo con matemáticas

[Pepealej]

Hola. Estoy realizando una valoración ácido-base y me gustaría poder compararla también con unos resultados teóricos. Para ello me gustaría que alguien me explicara como puedo, a partir de los siguientes datos, llegar a averiguar la concentración de CH3COOH desconocida:

Dispongo de: NaOH 1 M (M=concentración molar) y 100 ml de CH3COOH.

¿Cómo lo hago para hallar la concentración de CH3COOH analíticamente?

Gracias

[Cat_in_a_box]

Re: Valoración ácido-base sólo con matemáticas

Hola Pepealej,

Bueno, lo primero que has de tener en cuenta es el tipo de sustancias que intervienen en la valoración. Tenemos un ácido débil y una base fuerte, de modo que, sin echar ninguna cuenta, tan sólo razonando en términos de equilibrios, sabemos que el pH en el punto de equivalencia será mayor que siete, es decir, básico.

Escribimos las reacciones que tienen lugar:

$$\mathrm{CH_3COOH+NaOH\rightarrow NaCH_3COO+H_2O}$$

La sal resultante, acetato sódico, sufre hidrólisis, en concreto el anión, ya que procede de un ácido débil. El catión, sodio, no sufre hidrólisis, ya que procede de una base fuerte, por tanto, se establece el siguiente equilibrio:

$$\mathrm{CH_3COO^- + H_2O \leftrightarrow CH_3COOH + OH^-}$$

Como ves, al final queda una concentración significativa de iones hidroxilo, que son los responsables de la naturaleza alcalina de la disolución resultante.

Todo esto muy bien, ni una cuenta,pero, ¿cómo se hace analíticamente? Pues no es más que un problema típico de equilibrio químico.

Queremos valorar 100mL de ácido acético. Sabemos que en el punto de equivalencia se cumple que:

$$N_AV_A=N_BV_B$$

Como estamos trabajando con un ácido monoprótico y una base monohidroxílica, la relación anterior, dado por normalidades, se transforma en la siguiente, en función de las molaridades (ten en cuenta que si quieres siempre puedes expresar la concentración en normalidad, aunque no se utiliza mucho...).

$$M_AV_A=M_BV_B$$

Así pues, la concentración del ácido acético será:

$$\boxed{M_{\mathrm{CH_3COOH}}=\dst\frac{M_{\mathrm{NaOH}}V_{\mathrm{NaOH}}}{V_{\mathrm{CH_3COOH}}}}$$

Ahí lo tienes. Conocemos la molaridad de la base, 1M, el volumen de base necesario para alcanzar el punto de equivalencia (lo mides experimentalmente con una pipeta, echando gota a gota la base sobre el ácido que se titula, y que contiene algún indicador de pH, de modo que en el momento que cambie de color se ha alcanzado el punto de equivalencia) y el volumen de ácido valorado también lo conoces.

Este procedimiento es típico en la determinación del grado de disociación del vinagre, que viene a ser ácido acético al fin y al cabo, y como indicador se suele utilizar fenolftaleína.

Saludos

[Pepealej]

Re: Valoración ácido-base sólo con matemáticas

Gracias Cat_in_a_box por la respuesta, pero todo eso ya lo sabía hacer :| Yo preguntaba si es posible obtener la concentración molar del ácido acético sin tener que hacerlo experimentalmente.

Pero gracias por la respuesta

[Cat_in_a_box]

Re: Valoración ácido-base sólo con matemáticas

Hola,

Pues que yo sepa, no creo que puedas saber la concentración si no tienes algunos datos más, así que hay que echar mano de métodos experimentales, como son justamente la valorización ácido-base. Por tanto, a menos que te den el grado de disociación, el pH o algún dato con el cual puedas trabajar, no creo que puedas determinarlo de forma analítica.

Saludos,

[Pepealej]

Re: Valoración ácido-base sólo con matemáticas

Y, ¿conoces algún programa para poder hacer una curva de valoración teórica a partir de los datos que puse? Me imagino que existirán programas, como Chemlab, que permitan hacer curvas de valoración.

[Cat_in_a_box]

Re: Valoración ácido-base sólo con matemáticas

Sí, hay algunos programas que te hacen eso mismo, si bien son de pago. Por ejemplo, hay uno que se llama Winval que está muy muy bien, yo lo utilicé el año pasado. Lo malo es que es de pago, si bien puedes utilizar la versión gratuita durante unos días.

También está éste que es de la Universidad Politécnica de Madrid (así que espero que no haya problema con el enlace). En este caso, haces simulaciones de valoraciones ácido-base con distintos ácidos, pH-metro e indicadores. Está muy bien, pero no te hace las gráficas. Con él puedes calcular las concentraciones que se necesitan en diferentes valoraciones, como si estuvieras en el laboratorio. Puedes ir tomando datos, y hacer tú mismo la gráfica echando mano de excel o cualquier otro programa.

Espero que te sirva.

Saludos

[Pepealej]

Re: Valoración ácido-base sólo con matemáticas

Me he bajado el WinVal, pero cuando relleno todos los datos que me pide no me hace ninguna gráfica ni me indica nada en la tabla de datos (he seguido los pasos que indica el manual de usuario). ¿Qué debo hacer?

Gracias

[Cat_in_a_box]

Re: Valoración ácido-base sólo con matemáticas

Qué extraño. ¿Has visto este vídeo? En principio debería funcionarte si sigues los mismos pasos que el vídeo

Saludos,

[Pepealej]

Re: Valoración ácido-base sólo con matemáticas

Vale vale, era por la constante de acidez. Tomé un dato incorrecto Gracias por todo

[Pepealej]

Re: Valoración ácido-base sólo con matemáticas

Una última pregunta Cat. No tiene mucho que ver con el tema de este hilo, pero es un pregunta rápida que no consigo encontrar por ningún sitio. ¿Cómo se cita apropiadamente un programa en las referencias (bibliografía)?

[Cat_in_a_box]

Re: Valoración ácido-base sólo con matemáticas

Hola!

Echando mano de una antigua práctica de laboratorio, de valoraciones ácido-base con el programa de la UPM, puse algo así:

• Programa utilizado (25/02/2011):
http://quim.iqi.etsii.upm.es/didacti...aloracion.html

Los del BI no suelen ser muy estrictos en cuestiones de enlaces, pero sí que te recomiendan que pongas la fecha en la que utilizaste el programa.

Saludos,