Experimento N°3: Determinación de la acidez de un vinagre comercial

Universidad Tecnológica de Panamá Facultad de Ingeniería Eléctrica

Experimento N°3: Determinación de la acidez de un vinagre comercial

Integrantes: Henry Molina 3-742-325 Joel Torres 8-936-1563  Ariel Vallejos 8-944-2308

Grupo 1IE701 (A)

Mesa A, Gaveta #43

Prof. José Falconett Día del laboratorio: lunes, 30 de abril

Horario 9:30-11:55 A.M.

Fecha de Ejecución del Laboratorio: lunes, 23 de abril

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Objetivo General Determinar experimentalmente la concentración de un ácido débil en un producto comercial mediante su neutralización con una base fuerte. Objetivos Específicos 1. Determinar la acidez de un vinagre comercial utilizando una técnica volumétrica. 2. Utilizar adecuadamente material volumétrico en análisis químicos. Fundamento Teórico

 Ácidos Los Ácidos son substancias de compuestos químicos que, al disolverse en agua, aumentan la concentración de iones H+” ya que tiene la capacidad de cederlos a

alguien que puede cogerlos y que presentan las siguientes características: -

Tienen un sabor ácido o agrio. Provocan cambios de color en muchos indicadores (de color rosado-rojo) y en la tabla de pH les corresponden del número 1 al 6. Los no oxidantes reaccionan con los metales liberando hidrógeno. Reaccionan con las bases en un proceso denominado neutralización, en el que ambos pierden sus características. En las disoluciones acuosas, si los ácidos se encuentran Zumo de limón ionizados, conducen la corriente eléctrica. Pueden crear nuevas sales y ácidos más débiles o volátiles reaccionando con ácidos más débiles o volátiles que ellos.

Bases Las bases son substancias de compuestos químicos que, al disolverse en agua, aumentan la concentración de iones OH –“  y que presentan las siguientes características: -

Tienen un sabor amargo. Provocan cambios de color en muchos indicadores (hacia el verde-amarillo o azul) y en

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-

Reaccionan con los ácidos protónicos para formar sales y agua.

Reacción Ácido-Base Una reacción ácido-base o reacción de neutralización es una reacción química que ocurre entre un ácido y una base produciendo una sal y agua. La palabra "sal" describe cualquier compuesto iónico cuyo catión provenga de una base (Na+ del NaOH) y cuyo anión provenga de un ácido (Cl- del HCl). Las reacciones de neutralización son generalmente exotérmicas, lo que significa que desprenden energía en forma de calor. Se les suele llamar de neutralización porque al reaccionar un ácido con una base, estos neutralizan sus propiedades mutuamente.

Titulación o Valoración Ácido-Base Una valoración ácido-base (también llamada volumetría ácido-base, titulación ácido-base o valoración y/o equivalente de neutralización) es una técnica o método de análisis cuantitativo muy usada, que permite conocer la concentración desconocida en una disolución de una sustancia que pueda actuar como ácido, neutralizada por medio de una base de concentración conocida, o bien sea una concentración de base desconocida neutralizada por una solución de ácido conocido. Es un tipo de valoración basada en una reacción ácido-base o reacción de neutralización entre el analito (la sustancia cuya concentración queremos conocer) y la sustancia valorante. El nombre volumetría hace referencia a la medida del volumen de las disoluciones empleadas, que nos permite calcular la concentración buscada.

Fenolftaleína La fenolftaleína, de fórmula C20H14O4, es un indicador de pH que en disoluciones ácidas permanece incoloro, pero en disoluciones básicas toma un color azul (chiclamino)con un punto de viraje entre pH=8,2 (incoloro) y pH=10 (magenta o rosado). Sin embargo, en pH extremos (muy ácidos o básicos) presenta otros virajes de coloración: la fenolftaleína en disoluciones fuertemente básicas se torna incolora, mientras que en disoluciones fuertemente ácidas se torna naranja.

Vinagre El vinagre es una disolución acuosa de sabor agrio que se obtiene a partir de la llamada fermentación acética del alcohol, como la que ocurre en el vino (decimos

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más frecuente contenido en los vinos) o el ácido cítrico (ácido muy frecuente en frutos como la naranja, el pomelo y, sobre todo, el limón).

 Ácido Acético El ácido acético (también llamado ácido metilcarboxílico o ácido etanoico) puede encontrarse en forma de ion acetato. Se encuentra en el vinagre, y es el principal responsable de su sabor y olor agrios. Su fórmula es CH3-COOH (C2H4O2). De acuerdo con la IUPAC, se denomina sistemáticamente ácido etanoico.

Síntesis del Laboratorio Este laboratorio tuvo como finalidad el desarrollo de técnicas como la de titulación para determinar la concentración de ácido en producto comercial (vinagre), neutralizándolo con una base (Hidróxido de sodio), determinando así la concentración del ácido acético en el vinagre. Debemos tener en cuenta que para realizar esta técnica hay que conocer el volumen del ácido y e l de la base. Al obtener una coloración rosa debido a la Fenolftaleína, un indicador que ha reaccionado al mezclar el vinagre con el hidróxido de sodio de manera que podamos calcular la cantidad de hidróxido de sodio consumido en la reacción pa ra así poder realizar los procesos matemáticos necesarios para permitirnos determinar un resultado aproximado de 3% de ácido acético. Investigación previa sobre el tema

1. ¿Cómo puedes conocer la concentración del ácido acético en el vinagre? Para determinar la acidez de un vinagre en el laboratorio emplearemos una valoración base fuerte  –  ácido débil. Es adecuado hacer primero una dilución del vinagre. Así, se toman, por ejemplo, 25 mL y se enrasan en un matraz aforado hasta 250 mL. Una vez que se ha mezclado correctamente esta nueva disolución diluida, se toman 50 mL de la misma, se introducen en un Erlenmeyer y se procede a su valoración, añadiendo dos gotitas del indicador ácidobase fenolftaleína. Se titulará con una disolución no muy concentrada de NaOH, por

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2. Imagina que en la industria donde laboras laboras han devuelto un lote de botellas de vinagre debido a que el comprador alega que no es el porcentaje que aparece impreso en la etiqueta. El departamento de control de calidad asegura que el producto se despachó de acuerdo a los protocolos establecidos. ¿Cómo se determina quién tiene la razón? Para resolver esta situación debes diseñar y llevar a cabo un procedimiento que te permita determinar la concentración de ácido acético en el vinagre. Organizado con tus compañeros de grupo y prepara un plan de trabajo que presentaras en la siguiente clase. Procedimiento Parte I. Preparación de la disolución de NaOH. Coger un vaso químico

Inicio

de 100 ml.

Coger 6 perlas de NaOH con una pinza y echarlas al vaso químico.

agua al vaso químico.

embudo y las

Lavar con la botella lavadora

disolución con

paredes del vaso.

el vaso químico

el policial

Lavar el policial, el Final

Echar 40 ml de

3 veces

Revolver la

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Parte 2. Estandarización de NaOH. Echar 10 ml de HCl Inicio

(Disolución patrón) en un matraz de Erlenmeyer de 250 ml.

Cerrar la llave cuando el color

Agitar el matraz

en el matraz

cuidadosamente

haya cambiado

para que el color desaparezca.

completamente. (Punto de

Echar la disolución

Echar 3 gotas de

de NaOH en una

fenolftaleína en el

bureta graduada. (hasta llegar a 0)

matraz.

Abrir la llave de la

Colocar el matraz

bureta para que

debajo de la bureta

caiga la disolución de NaOH dentro del

y encima de un papel liso.

matraz.

Neutralizaci Neutralización ón .

Medir el cambio

Anotar los

de volumen de

resultados y realizar

la solución de NaOH entre el

los cálculos

Fin

respectivos.

volumen inicial y el volumen

Parte 3. Titulación del ácido acético (CH ( CH3COOH). Inicio

Echar 5 ml ácido

Echar el resto de la

Echar 3 gotas de

acético en un

disolución de NaOH

fenolftaleína en el

matraz de

en una bureta

matraz con ácido

Erlenmeyer de 250 ml.

graduada. (hasta llegar a 0 si llega).

acético.

Abrir la llave de la

Colocar el matraz

bureta para que

debajo de la bureta

caiga la disolución de NaOH dentro del

y encima de un papel liso.

Cerrar la llave cuando el color

Agitar el matraz

en el matraz

cuidadosamente

haya cambiado completamente

para que el color

(Punto de neutral neutraliac iación ión .

desaparezca.

matraz.

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1. ¿Qué propiedades químicas presenta el ácido acético? R: El alcohol acético es soluble en agua, alcohol, éter, glicerina, acetona, benceno, y tetracloruro de carbono. También es buen disolvente de varios compuestos orgánicos y de algunos inorgánicos como el azufre y el fósforo. Es insoluble en sulfuro de carbono y disminuye el pH del medio, es decir, es una sustancia ácida porque contiene componentes ácidos químicos ácidos. En un medio acuoso, pueden cambiar el sabor de los alimentos.

2. ¿Qué información necesitas recolectar? R: Necesito recolectar los datos sobre los moles de la base que utilizaré para titular el ácido acético, por medio de la estandarización de la base usando una concentración conocida de un ácido, en este caso, ácido clorhídrico. Para ello necesito obtener el volumen de la base utilizada para neutralizar el ácido clorhídrico.

3. ¿Cuáles indicadores ácido-base son apropiados para la titulación? ¿Por qué? El indicador que se debe usar en una titulación va a depender de la curva de titulación obtenida en el experimento. Cada indicador debe usarse según el punto de equivalencia que se quiere obtener.

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4. ¿El procedimiento que planeas seguir es factible y seguro? Explica R/ Si Es factible ya que es uno de los procedimientos más adecuados teniendo en cuenta los reactivos e implementos de laboratorio con los que contamos; podemos decir que es seguro ya que el vinagre ni la base son propensos a explotar al entrar en contacto estando previamente diluidos en agua, y que el vinagre al ser un ácido débil no causaría danos a la piel.

5. ¿Cómo calcularías el porcentaje de ácido acético en el vinagre? R: Para calcular el porcentaje de ácido acético, primero calcularía los gramos de ácido acético multiplicando la molaridad del ácido por los litros de vinagre usados. Luego, calcularía los gramos de vinagre multiplicando los litros de vinagre utilizados por la densidad del vinagre. Por último, dividiría los gramos de ácido acético entre los gramos del vinagre y así obtendría el porcentaje de ácido acético en el vinagre.

Datos y Resultados Tabla #1. Estandarización

del Hidróxido de Sodio.

Datos 1. Volumen de HCl (0.1 M) 2. Volumen final (Bureta) 3. Volumen inicial (Bureta) 4. Volumen utilizado (NaOH) Resultados

Muestra 1 10 mL 6.5 mL 0 mL 6.5 mL

Muestra 2 10 mL 13 mL 6.5 mL 6.5 mL

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Tabla #2.

Titulación del Ácido Acético en el vinagre.

Datos Muestra 1. Volumen del vinagre utilizado 5 mL 2. Volumen final (Bureta) 0 mL 3. Volumen inicial (Bureta) 23.5 mL 4. Volumen utilizado (NaOH) 23.5 mL

Muestra 5 mL 23.5 mL 47.2 mL 23.7 mL

Resultados 1. Volumen promedio de la base utilizada 23.6 mL NaOH 2. Molaridad del ácido (mol/l) 0.71 M CH3COOH 3. gramos de (CH (CH3COOH) (S) 0.21 g CH3COOH 4. % (CH ( CH3COOH COOH)) Vinagre (R) 4.2 % CH3COOH

Procedimiento

       =

23.5 23.5  + 23.7 23.7  2

= 23.6 3.6  

  ∗  =   ∗    =

 ∗ 

 = 0.71



 

=

0.023 0.0236 6  ∗ 0.15 0.15  0.005

∗ 0.0 0.005  ∗ 60.03 0.032 2

= 0.71 0.71  3 3 

 

= 0.21 0.21  3 3 

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3. Compara tus resultados con los obtenidos por otros grupos, ¿A qué se deben las diferencias diferencias o similitudes? R: Nuestros resultados concordaron casi exactamente con algunos grupos. Las diferencias se pueden deber a las diferentes compañías que fabricaron el producto, ya que el porcentaje de ácido acético se encuentra entre 3% y 6%, al error de medición y paralaje además de las cifras significados.

Cuestionario 5. ¿Explica cómo la titulación podría usarse para determinar los efectos de la lluvia acida en el medio ambiente? R/ Se podría determinar pH de la lluvia acida mediante el método de titulación y así poder saber el nivel de peligrosidad de la lluvia acida. 6. Supongamos que se ha añadido 40 ml de agua a la muestra de vinagre. ¿La titulación ha requerido más, menos o la misma cantidad de NaOH (ac)  para una reacción completa? Explique brevemente. R/ Se va a necesitar más cantidad de NaOH debido a que mayor volumen de disolución mayor masa de soluto para equilibrar la titulación. 7. Considere una solución acuosa 0.586M de hidróxido de bario, Ba(OH) 2(ac) a) ¿Qué masa de Ba(OH)2 (en gramos) se disolvió en 67,4 cl de esta solución de 0,586M?

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b) ¿Cuántos iones hidróxido individuales (OH)- se encuentran en 67,4 cl de esta solución 0,586 M?

c) ¿Qué volumen (en L) de 0,586M Ba(OH)2 (ac) contiene 0,466 oz de Ba(OH) 2 disuelto en ella?

d) Si 16,0 ml de agua seañaden 31,5 mL mL de 0,586 M Ba(OH) 2 (ac) ,¿Cuál es la nueva molaridad de la solución?

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Conclusión 

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podemos concluir con que que la disolución obtenida es básica, debido que el ácido débil reacciono con una base fuerte. Además, aportando los datos suficientes para calcular el porcentaje p/v del ácido presente en el vinagre. Que es posible saber cuándo como se puede neutralizar un ácido utilizando una base de forma cuidadosa. Que la titulación puede ser de utilidad utilidad al momento de determinar si un líquido líquido es peligroso o no y que tan peligrosa es su manipulación, así como los efectos que puede causar.

Recomendaciones  Al momento de hacer el experimento hay que tener cuidado con el manejo de los instrumentos del labora tío y a su vez con los reactivos a utilizar, en especial con la base a utilizar ya que esta tiende a reaccionar con la exposición al oxígeno . Infografía WordPress, https://lctbacidobase.wordpress.com/about/