Práctica 4 Capacidad Amortiguadora de Aguas y Suelos

PRÁCTICA 4 CAPACIDAD AMORTIGUADORA DE AGUAS Y SUELOS Un sistema amortiguador o “buffer” es un sistema que puede mantener constante el valor de pH. La ecuación de Henderson-Hasselbach, derivada de la definición de la constante de acidez, permite entender el mecanismo por el cual esto es posible −¿¿ A ¿ [¿ (7) [ AH ] ) ¿ pH= pKa+ log ¿

PH =4.76+ log

[ ] 0,7 0,3

PH= 5.13

Donde [A-] es la base conjugada de un ácido débil [AH]. Según esta ecuación, el valor del PH dependerá del pKa del ácido y del cociente de las concentraciones de la base conjugada y su ácido. Si estas dos especies se encuentran en la misma concentración, la adición de un ácido o una base fuerte producirán poco cambio en el valor del pH. Capacidad amortiguadora o reguladora La capacidad amortiguadora permite cuantificar la efectividad de la acción reguladora de un buffer, para mantener el pH constante al agregar pequeñas cantidades de ácidos o bases fuertes. Se define como el volumen (en ml) de ácido o base fuerte de una determinada concentración que debe agregarse a una solución buffer (amortiguadora, o tampón) para modificar el valor de su pH en una unidad (CIN, 2004). Hay dos técnicas comunes para medir la capacidad amortiguadora, la volumétrica y la potenciométrica. Técnica potenciométrica para medir la capacidad amortiguadora La Capacidad Amortiguadora con respecto a NaOH será: β p=

V NaOH∗N NaOH ( p H 2 −p H 1 )∗V m

βρ=

0,4 ml∗0,1 N ( 10−7,84 )∗10 gr

(8)

βρ=

0,04 21,6 −3

βρ=1,85 x 10

Dónde: VNaOH: Es el volumen de base agregado a la muestra (4 ml) NNaOH: Es la normalidad de la base agregada (0,1 N) Vm: Es el volumen de la muestra titulada pH1: Es el pH de la muestra antes de agregar la base fuerte pH2: Es el pH de la muestra después de agregar la base fuerte y se multiplica por 1000 para obtener la capacidad amortiguadora en miliequivalentes. Potencial Amortiguador La capacidad amortiguadora se puede expresar como un potencial amortiguador con respecto a NaOH, de la siguiente forma: p ( β ) =−log β

(9)

ρ Dónde: p (β): es el potencial amortiguador con respecto a NaOH. Materiales        

Pipetas graduadas de 10ml Probeta graduada de 100ml Beaker de 250ml Equipo de titulación (Soporte universal, pinza, bureta, erlenmeyer) Espátula metálica Agitador de vidrio Potenciómetro Balanza digital o analítica

Reactivos      

NaOH 0,1N Fenolftaleína Agua destilada Solución buffer fosfato Muestras de Suelo Muestra de Agua industrial o de río

Método de titulación volumétrica  Alistar 3 beaker o erlenmeyer pequeños y rotular así: (1), (2) y (3)  Adicionar: Al erlenmeyer (1), 10 ml de agua destilada; al (2) , 10 ml de solución buffer fosfato y al (3), 10 ml de muestra de agua experimental  Colocar en cada frasco 2 gotas de fenolftaleína y agitar por 10 segundos  Titular cada erlenmeyer con una solución NaOH 0,1 N  Colocar el frasco bajo la bureta y titular la solución acuosa, adicionando el NaOH hasta que aparezca y permanezca un color rosado pálido, registrar el volumen gastado en su tabla de datos. Muestra

Wm

pH1

pH2

Suelo 1

10 gr

7.84

10

Agua destilada (20m)

20 ml

6,18

11,78

Buffer fosfato (20ml)

20 ml

6,28

6,94

Agua experimental (2o ml) Follaje

20 ml

6,88

11,74

5 gr

7,82

10,87

Técnica potenciométrica     

Alistar 5 beakers o erlenmeyers y rotularlos del (1) al (5) Al primer frasco (1), adicionar 10 gramos (Wm) de suelo y 20 ml de agua destilada, agitar con varilla de vidrio ó en agitador magnético por 5 min, medir el pH y registrar como pH1. Posteriormente , agregar 4 ml de NaOH 0,1N , agitar de nuevo por un minuto y volver a medir el pH2 Agregar al segundo frasco (2) 20 ml de agua destilada, al tercero (3) 20 ml de buffer fosfato, y al cuarto (4) 20 ml de agua experimental. Repetir el procedimiento anterior y registrar los valores en la tabla de datos En el quinto frasco (5), repetir el procedimiento del suelo, pero con 5 gramos de follaje, disuelto en 20 ml de agua destilada, registrar los valores en la tabla de datos.

Tabla 5. Datos potenciométricos para capacidad amortiguadora de las muestras estudiadas.

PH: 6, 28 PH2: 6, 94 Muestra

Wm

pH1

pH2

Suelo 1

10 gr

7.84

10

CONCLUSIONES Con la práctica anterior se logró determinar la concentración de acidez y alcalinidad de muestras que fueron tomadas en diferentes sitios, la muestra de suelo y agua con la cual se trabajó fueron tomadas del Río Suárez del municipio de Barbosa Santander, muestras a las cuales les fue tomado su PH y aprendimos que mediante un sistema amortiguador llamado buffer fosfato, este puede ayudar a mantener constante el PH de estas muestras al agregar pequeñas cantidades de ácidos o bases fuertes.