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Valoración de un ácido poliprótico

UniversidadQuímicaBalance completo de masa y carga del ácido fosfórico triprótico, incluido el sodio y la autoionización del agua a 25 °C

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Acerca de este experimento

Valore el ácido fosfórico con hidróxido de sodio, añadiéndolo en gotas controladas. Siga los tres volúmenes de equivalencia estequiométricos mientras mide el pH y las cuatro fracciones de protonación del fosfato.

Objetivos de aprendizaje

  • Calcule los equivalentes de base a partir de las cantidades de ácido y valorante.
  • Relacione las regiones de la valoración con las distribuciones de las especies de fosfato.
  • Distinga un punto de equivalencia de un punto final visual nítido.

Cómo usarlo

  1. 1Añada una gota de 0,05 ml y examine la respuesta inicial.
  2. 2Añada NaOH hasta aproximarse a los volúmenes de la primera y la segunda equivalencia y registre el pH y las fracciones de las especies.
  3. 3Compare las regiones de semiequivalencia con los valores de pKa correspondientes, teniendo en cuenta los equilibrios superpuestos y el agua.
  4. 4Examine la tercera equivalencia y explique por qué su punto final en medio acuoso está mal definido.

El modelo

El denominador normaliza las cuatro fracciones de protonación del fosfato.
La electroneutralidad se resuelve sin recurrir a una aproximación de Henderson-Hasselbalch por tramos.
Los volúmenes de equivalencia dependen de los equivalentes estequiométricos de protones, no de los cambios de color.

Supuestos

  • Los valores de pKa son 2,15, 7,20 y 12,35, y Kw es igual a diez elevado a menos catorce a 25 °C. Se utilizan concentraciones en lugar de actividades.
  • Todo el volumen de valorante añadido contribuye a la dilución. El sistema está cerrado al dióxido de carbono; no se incluyen la precipitación de fosfato ni otras reacciones secundarias.
  • El depósito es una representación esquemática de la dosificación, no una bureta calibrada de 50 ml. El temporizador de dosificación controla el volumen añadido y no calcula la velocidad de neutralización.
  • El color del indicador virtual es ilustrativo; el medidor numérico muestra el pH. No se supone que la tercera equivalencia en medio acuoso produzca un punto final práctico nítido.

Pruébalo en clase

  1. Q1¿Por qué cambia la especie de fosfato predominante a lo largo de las sucesivas regiones de equivalencia?
  2. Q2¿Por qué puede existir un tercer volumen de equivalencia estequiométrica sin que se distinga claramente un punto final del indicador?

Preguntas frecuentes

¿Cada equivalente convierte instantáneamente todas las moléculas al siguiente estado de protonación?

No. En cada punto hay una distribución de equilibrio. Incluso en un volumen de equivalencia pueden coexistir varios estados de protonación.

¿Se mantienen fijos los volúmenes de equivalencia cuando cambian las concentraciones de ácido o de base?

No. Escalan según la cantidad de ácido dividida por la concentración de base. La curva se vuelve a representar con los volúmenes físicos de adición correspondientes.