practica 6

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Ce Balao Magico

Andrés Acevedo

7/10/2021

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Mecánica Clásica

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COMPILADOR
NUBIA JUDITH VALCARCEL BOLIVAR
Licenciada en Química y Biología. UPTC
Magister en Docencia de la Química. UPN
Tunja, 2021
PRACTICA 6
DETERMINACION DE PH Y CARACTERIZACION DE ACIDOS Y BASES
Objetivo General
· Caracterizar soluciones como ácidas o básicas utilizando un indicador ácido-básico, estimando su PH.

INTRODUCCIÓN
La teoría de Brönsted - Lowry define los ácidos como las sustancias que donan iones hidronios, H30+ (protones) y las bases como las sustancias que reciben iones hidronios. De esta manera, solo existe el ácido, si la base está presente y viceversa.
Según la teoría de Brönsted - Lowry la ecuación general para una reacción ácido – base, se puede escribir así:
HA + H2O H3O+ + A-
Ácido I Base II Ácido II Base I
En esta ecuación A- es la base conjugada de HA. Por otro lado H30+ es el ácido conjugado de H2O.
Los ácidos y bases se clasifican en fuertes y débiles. Los ácidos y bases fuertes son aquellas sustancias que se disocian (ionizan) totalmente. Para los ácidos fuertes, la concentración de iones hidronios es muy grande.
Los ácidos y bases débiles son las sustancias que en soluciones acuosas se disocian (ionizan) parcialmente. Para los ácidos débiles la concentración de iones hidronios (H3O+) es muy pequeña. Un ácido de Brönsted-Lowry donará iones hidronios (H3O+) a cualquier base cuyo ácido conjugado sea más débil que el ácido donante.
Se define el pH como el logaritmo decimal negativo de la concentración de los iones hidronios.
pH = - log H3O+
Las soluciones acuosas de ácidos tienen un pH 7 y las soluciones básicas un pH 7 y las soluciones neutras pH = 7
Un indicador ácido-básico es un ácido débil que cambia de color cuando pierde iones hidronios. Por ejemplo, la fenolftaleína, que representaremos como HPhth, es un indicador que cambia de incolora (en medio ácido) a rosado intenso (en medio básico).
HPhth + OH- Phth- + H2O
Incoloro Rosado
En una solución neutra las dos formas de la fenolftaleína HPhth (incolora) y Phth- (rosada) se encuentran en equilibrio y predomina la incolora. El pH en el cual un indicador cambia de color depende de su fuerza ácida.
En esta experiencia se pretende observar el comportamiento de los ácidos, bases, y productos caseros, utilizando una serie de indicadores.
El cambio de color será la evidencia de la presencia de un medio ácido o básico. Para medir el valor exacto del pH de una solución o producto, se utiliza un pH-metro.

REVISIÓN DE MATERIAL DIDÁCTICO: Revisar antes de trabajar en el simulador
¡Qué es el pH? https://www.youtube.com/watch?v=6bGlqO0tYMs link consultado el 20 de mayo de 2020.
Video determinación e pH en soluciones. https://www.youtube.com/watch?v=0St3DbkJNWQ&feature=youtu.be&t=16 link consultado el 20 de Mayo de 2020
Simulador de pH: https://phet.colorado.edu/sims/html/ph-scale/latest/ph-scale_es.html, link consultado el 20 de mayo de 2020.
PROCEDIMIENTO
Parte 1. Trabajo en el simulador
1. Ingresar a la opción “micro” que aparece en el simulador https://phet.colorado.edu/sims/html/ph-scale/latest/ph-scale_es.html
2. Seleccionar una solución de “jabón para manos” en el listado de soluciones que aparece en la parte superior derecha del simulador. Agregar muestra: serán agregados automáticamente 0,50 L.
3. Introducir la sonda en la muestra, registrar el valor de pH de la muestra sin adición de agua en la columna 1 de la Tabla 7
4. Agregar cantidades de agua de 0,05 L (50 mL) como se muestra en la Tabla Registrar el valor de pH para cada medición.
5. Registrar el valor de concentración de iónes H3O+ y OH- de la solución final en la Tabla 7
6. Este mismo proceso de determinación de pH lo realizará para las muestras caseras de “leche” y “jugo de naranja” y registrará los resultados en la Tabla 7
Parte 2. Trabajo en casa
ELABORACION DE UN INDICADORES
1. REPOLLO MORADO LOMBARDA y PETALOS DE ROSA
El extracto de col lombarda es uno de los extractos vegetales con más cambios de color, mientras que el extracto obtenido a partir de pétalos de rosa es prácticamente incoloro en un intervalo bastante amplio del pH, adquiriendo coloración a pH tanto ácido como básico. En la tabla 1 se muestra la relación entre el pH y color del extracto de lombarda y el de pétalos de rosas rojas, respectivamente (Schreiner et al., 1989).
PROCEDIMIENTO
· Corta unas hojas de repollo morado (cuanto más oscuras mejor)
· Cucinelas en una olla pequeña con un poco de agua durante al menos 10 minutos
· Retira el recipiente del fuego y dejarlo enfriar
· Retire las hojas cocinadas y deja el líquido que contiene el indicador de pH .
· Determine el pH del indicador
Realice la misma operación con los pétalos de la rosa
EXPERIENCIAS USANDO INDICADORES DE pH CASEROS
· Comprobación del carácter ácido o básico de algunas sustancias
· Para observar los cambios de color que se producen en los extractos obtenidos al variar el pH, se coloca un poco de agua en tres vasos transparentes e incoloros
· A continuación se agrega a cada uno de los vasos un poco del extracto que queramos estudiar. El vaso central se usará como patrón, mientras que los dos vasos restantes se usarán para determinar las variaciones de color al agregarles diversas sustancias, tanto ácidas como básicas. Conviene destacar que es más fácil observar los colores colocando un folio blanco debajo de los vasos.
Realizar las siguientes pruebas con los indicadores preparados.
· 1. Prepare varios vasos plásticos pequeños, a cada uno adicione un poco de la sustancia que se quiere determinar el pH (Una cucharadita): Vinagre, jugo de limón, jugo de naranja, solución de aspirina, agua gaseosa, solución de jabón; y adiciones una o dos cucharaditas del indicador de repollo morado. Compare el color obtenido con el de la tabla de pH de la col lombarda. Registre el valor de pH obtenido en la tabla 8.
· Deseche y tome nuevamente las soluciones a analizar y esta vez adicione el extracto de rosa, registre el pH en la tabla 8
INFORME DE LABORATORIO
Título de la práctica: DETERMINACION DE PH Y CARACTERIZACION DE ACIDOS Y BASES
Nombre del Estudiante: Andres Mauricio Alfonso Acevedo
Código : 201910777
Fecha: 26-09-21
Objetivo de la práctica: Caracterizar soluciones como lo son (col lombarda y agua de rosas) ácidas o básicas utilizando un indicador ácido-básico, estimando su PH.
Palabras Claves (5) :, pH, electrolito, solución acida, solucion basica
Investigar:
1. Qué es pH y pOH, como se relacionan
· pH: es una medida de la acidez o basicidad de una solución. El pH es la concentración de iones hidronio [H3O+] presentes en determinada sustancia. La sigla significa "potencial de hidrógeno" (pondus Hydrogenii o potentia Hydrogenii; del latín pondus, n. = peso; potentia, f. = potencia; hydrogenium, n. = hidrógeno). Este término fue acuñado por el químico danés Sørensen, quien lo definió como el logaritmo negativo de base 10 de la actividad de los iones hidrógeno.
· pOH: se define como el logaritmo negativo de la actividad de los iones de hidróxido. Esto es, la concentración de iones OH-
de acuerdo con las concentraciones en equilibrio de H+ y de OH- en agua, la siguiente solución es verdadera para cualquier solución acuosa a 25ºC.
ph+pOH=14
esta relación se puede usar para convertir entre pH y Poh.
2. Electrolitos fuertes y débiles
Un electrolito (o electrólito) es una sustancia que al disolverse en agua da lugar a la formación de iones. Los electrolitos pueden ser débiles o fuertes, según estén parcial o totalmente ionizados en medio acuoso.
· Un electrolito fuerte es toda sustancia que al disolverse en agua se disocia completamente en iones. Por ejemplo:
KNO3
→
NO3-
+
K +
NaOH
→
Na+
+
OH-
H2SO4
→
HSO4-
+
H+
· Un electrolito débil es una sustancia que al disolverse en agua se disocia parcialmente. Por ejemplo el ácido acético:
HAc

Ac-
+
H+
3. Cálculos de pH de ácidos y basesfuertes y ácidos y bases débiles.
· ACIDOS FUERTES:
Existen ácidos que en disolución acuosa diluida, están totalmente disociados, según la reacción:
HA + H2O A- + H3O+
Hay que indicar que sólo hay seis ácidos fuertes en disolución acuosa: HCl, HBr, HI, HClO4, HNO3 y H2SO4 en su primera disociación, el resto son ácidos débiles.
Al estar trabajando con disoluciones acuosas de ácidos, también deberíamos considerar la reacción de autoionización del agua:
H2O + H2O H3O+ + OH-
Pero dado el pequeño valor de la constante de este equilibrio (Kw = 10-14), se va a considerar que las concentraciones de los iones derivados del mismo son despreciables frente a los generados en el equilibrio del ácido. Se pueden dar casos donde esto no sea así, si bien, no son objeto de estudio de este artículo docente.
· BASES FUERTES:
Existen bases que, en disolución acuosa diluida, están totalmente disociadas, según la reacción:
B + H2O BH+ + OH-
Son bases fuertes los hidróxidos de los metales alcalinos y alcalino-térreos: LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Mg(OH)2, Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2. De nuevo la reacción de autoionización del agua, se produce en poca extensión. Al igual que en el caso de ácidos fuertes, se puede considerar que la concentración de hidroxilos del agua es despreciable y, por tanto, la única fuente de hidroxilos significativa es la base fuerte.
· ACIDOS DEBILES:
Los ácidos débiles reaccionan con el agua según el equilibrio:
HA + H2O A- + H3O+
Ka =[A-][H3O+]/[HA]
Es importante resaltar que a este proceso le corresponde una constante de equilibrio o acidez (Ka). Cuanto mayor sea el valor de Ka, el ácido será más fuerte, es decir, estará más disociado.
· BASES DEBILES:
Las bases débiles reaccionan con el agua según el equilibrio:
B + H2O BH+ + OH-
A este equilibrio le corresponde una constante de basicidad
Kb =[BH+][OH-]/[B]
Al igual que en el caso de los ácidos débiles, en este artículo docente se considera despreciable la autoionización del agua y se deberán verificar las aproximaciones que se realicen en la resolución.
4. Escriba la escala de pH diferenciando la región ácida, básica y neutra
En la escala de ph se puede observar el grado de acidez .
La escala de PH va desde cero donde se puede observar el valor mas ácido, hasta PH catorce que sería el valor mas básico:
0 1 2 3 4 5 6← 7→ 8 9 10 11 12 13 14
Los valores que se encuentran entre (0,1,2,3,4,5 y 6) son los Ácidos el número 7 es el valor medio este representa el valor NEUTRO y los valores que se encuentran entre (8,9,10,11,12,13 y 14) son valores Básicos.
Tabla 7. Resultados de pH del simulador.
Solución casera
(pH: mezcla sin agua)
pH
(Vol: 0,56 L)
pH
(Vol: 0,61 L)
pH
(Vol: 0,66 L)
pH
(Vol: 0,71 L)
[H3O]+
(Molar)
[OH]+
(Molar)
Jabón para manos
pH: 10.00
PH: 9.95
PH: 9.92
PH: 9.88
PH:9.85

Leche
pH: 6.50
PH: 6.53
PH: 6.56
PH: 6.58
PH:6.60

Jugo de Naranja
pH: 3.50
PH: 3.55
PH: 3.59
PH: 3.62
PH: 3.65

Gaseosa
pH: 2.50
PH: 2.55
PH: 2.58
PH: 2.62
PH: 2.65

Café
pH: 5.00
PH: 5.05
PH: 5.08
PH: 5.12
PH: 5.15

Sopa de pollo
pH: 5.80
PH: 5.84
PH: 5.88
PH: 5.91
PH: 5.94

· Realizar una gráfica del cambio de pH, determinando el cambio durante el incremento en el volumen de agua de 0,05 L en cada muestra. Realizar un análisis del comportamiento del pH a medida que se incrementa el volumen adicionado.
Insertar gráficas.
Para la leche
leche
volumen
0,56
0,61
0,66
0,71
pH
6,53
6,56
6,58
6,6
Se logra evidenciar que el comportamiento entre el PH y el volumen de adicion de agua es directamente proporcional, ya que a medida que se aumenta el volumen del agua se va incrememtando el PH. Ademas se realizo un ajuste lineal a la grafica la cual nos ayuda a evidenciar que los datos obtenidos tienen un incremento los cuales son casi los mismos que se obtienen en la linealizacion, esto quiere decir que el experimento realizado tiene una presicion y exactitud casi perfecta, pero tiene errores minimos los cuales pueden darse por errores sistematicos o humanos a la hora de la realizacion del experimento, ademas, se realizo el analizis de la pendiente el cual nos va un valor de 2.063.
Se logra concluir que a mas volumen de agua, mas alto el nivel del Ph de la leche se encuentra.
Para el jabón

jabón de manos
volumen
0,56
0,61
0,66
0,71
pH
9,95
9,91
9,88
9,84
Se logra evidenciar que el comportamiento entre el PH y el volumen de adicion de agua es inversamente proporcional, ya que a medida que se aumenta el volumen del agua se va disminuyeno el PH. Ademas se realizo un ajuste lineal a la grafica la cual nos ayuda a evidenciar que los datos obtenidos tienen un incremento los cuales son casi los mismos que se obtienen en la linealizacion, esto quiere decir que el experimento realizado tiene una presicion y exactitud casi perfecta, pero tiene errores minimos los cuales pueden darse por errores sistematicos o humanos a la hora de la realizacion del experimento, ademas, se realizo el analizis de la pendiente el cual nos va un valor de -1.3968.
Se logra concluir que a mas volumen de agua, mas bajo el nivel del Ph del jabon se encuentra.
Para la naranja
jugo de naranja
volumen
0,56
0,61
0,66
0,71
pH
3,55
3,58
3,62
3,65

Se logra evidenciar que el comportamiento entre el PH y el volumen de adicion de agua es directamente proporcional, ya que a medida que se aumenta el volumen del agua se va incrememtando el PH. Ademas se realizo un ajuste lineal a la grafica la cual nos ayuda a evidenciar que los datos obtenidos tienen un incremento los cuales son casi los mismos que se obtienen en la linealizacion, esto quiere decir que el experimento realizado tiene una presicion y exactitud casi perfecta, pero tiene errores minimos los cuales pueden darse por errores sistematicos o humanos a la hora de la realizacion del experimento, ademas, se realizo el analizis de la pendiente el cual nos va un valor de 1.3919.
Se logra concluir que a mas volumen de agua, mas alto el nivel del Ph de la naranja se encuentra.
Tabla 8.
Muestra
pH con el indicador de repollo
Solución ácida básica o neutra
PH con el indicador de rosa
Solución acida , básica o neutra
Vinagre
<2
Solución Acida
2
Solución acida
Jugo de Naranja
<2
Solución Acida
2
Solución acida
Jugo de Limón
3
Solución Acida
1
Solución acida
Gaseosa
7
Solución Neutra
3
Solución acida
Solución de aspirina
4
Solución Acida
7
Solución neutra
Alkazeltzer
7
Solución neutra
7
Solución neutra
Solución de jabón
12
Solución Baica
5
Solución acida
Agua
7
Solución Neutra
7
Solución neutra
· Imágenes de experimento con repollo morado
Solucion de jabon, gaseosa, solucion de aspirina, jugo de naranja, jugo de limon, vinagre
. Qué analogía existe entre las antocianinas y los indicadores químicos?
El repollo contiene un compuesto llamado antocianina, que protege la planta de la radiación (como el protector solar que nos ponemos sobre la piel en la playa). Además del repollo, la antocianina se encuentra en flores (anémonas, ciclámenes, etc.) y cierto tipo de frutas (entre otras, uvas y manzanas). En otoño, muchas hojas se vuelven coloradas porque contienen antocianina.
Además de ofrecer protección contra el sol, la antocianina se puede utilizar como un indicador de pH, ya que cambia de color al mezclarse con ácidos o bases. El jugo de limón y el vinagre, por ejemplo, son ácidos. Por el contrario, el bicarbonato de sodio y el detergente de ropa son básicos o alcalinos. Cada uno de los reactivos que usamos tiene un grado de acidez o alcalinidad característico cuando se diluyen en agua. La antocianina reacciona de forma diferente con los ácidos y con las bases, de manera que el producto resultante adquiere un color distinto. Así es como funcionan todos los indicadores de pH.
CONCLUSIONES
· Los ácidos poseen pH menor a 7 y las bases poseen un pH mayor a 7.
· Los indicadores sirven para identificar el pH de sustancias por medio del color quetome la sustancia al final de la reacción. •
· A partir del indicador del repollo morado, podemos concluir que si el color cambia a tonos rojizos la sustancia a la cual se le adicionó el indicador es de características ácidas.
· Por otra parte si el color cambia a tonos azulados, verdes o amarillos la sustancia a la cual se le adicionó el indicador es de características básicas
BIBLIOGRAFIA
· El pH, pOH y la escala de pH (artículo). (s. f.). Khan Academy. Recuperado 26 de septiembre de 2021, de https://es.khanacademy.org/science/ap-chemistry/acids-and-bases-ap/acids-bases-and-ph-ap/a/ph-poh-and-the-ph-scale
· Electrolito. (s. f.). recursostic. Recuperado 26 de septiembre de 2021, de http://recursostic.educacion.es/newton/web/materiales_didacticos/acidosbases/electrolitos.html?0&1
· El repollo mágico que cambia de color (indicador de pH) | Instituto Davidson de Educación en Ciencias. (s. f.). El repollo mágico que cambia de color (indicador de pH). Recuperado 26 de septiembre de 2021, de https://davidson.weizmann.ac.il/es/online/scienceathome/el-repollo-m%C3%A1gico-que-cambia-de-color-indicador-de-ph
6.5 6.53 6.56 6.58 6.6 0.5 0.56000000000000005 0.61 0.66 0.71 PH
volumen de agua
10 9.9499999999999993 9.92 9.8800000000000008 9.85 0.5 0.56000000000000005 0.61 0.66 0.71 PH
volumen del agua
3.5 3.55 3.59 3.62 3.65 0.5 0.56000000000000005 0.61 0.66 0.71 PH
volumen del agua

COMPILADOR

NUBIA JUDITH VALCARCEL BOLIVAR

Licenciada en Química y Biología. UPTC

Magister en Docencia de la Química. UPN

Tunja, 2021

COMPILADOR
NUBIA JUDITH VALCARCEL BOLIVAR
Licenciada en Química y Biología. UPTC
Magister en Docencia de la Química. UPN

Tunja, 2021