un tipo com煤n de experimento qu铆mico llamado titulaci贸n determina la concentraci贸n de una sustancia disuelta en una soluci贸n. Las titulaciones 谩cido-base, en las que un 谩cido y una base se neutralizan entre s铆, son el tipo m谩s com煤n. el punto en el que se ha neutralizado todo el 谩cido o la base en el analito (la soluci贸n que se est谩 analizando) se denomina punto de equivalencia; Dependiendo del 谩cido o la base en el analito, algunas titulaciones tambi茅n tendr谩n un segundo punto de equivalencia. Puede calcular f谩cilmente el ph de la soluci贸n en el segundo punto de equivalencia.
determine si el 谩cido o la base estaba presente en el analito, qu茅 tipo de 谩cido o base estaba presente y qu茅 cantidad de este estaba presente. Si est谩 trabajando en esta pregunta para una tarea, se le dar谩 la informaci贸n. si, por otro lado, acaba de realizar una titulaci贸n en el laboratorio, habr谩 recopilado la informaci贸n a medida que realiz贸 la titulaci贸n.
recuerde que los 谩cidos o bases dipr贸ticos (谩cidos / bases que pueden donar o aceptar m谩s de un ion hidr贸geno) son del tipo que tendr谩n segundos puntos de equivalencia. recuerde tambi茅n que ka1 es la constante de equilibrio (relaci贸n de productos a reactantes) para la primera donaci贸n de protones, mientras que ka2 es la constante de equilibrio para la segunda donaci贸n de protones. busque el ka2 para su 谩cido o base en un texto de referencia o en una tabla en l铆nea (ver recursos).
Determine la cantidad de 谩cido o base conjugada en su analito. esto ser谩 equivalente a la cantidad de 谩cido o base originalmente presente. multiplica la concentraci贸n de analito original por su volumen. por ejemplo, supongamos que comienza con 40 ml de 谩cido ox谩lico 1 molar. convierta la concentraci贸n en mililitros dividiendo por 1000, luego multiplique este volumen por su concentraci贸n. esto le dar谩 el n煤mero de moles de 谩cido ox谩lico originalmente presentes: (40/1000) x 1 = 0.04. Hay 0,04 moles de 谩cido ox谩lico presente.
tome el volumen de titulador (el producto qu铆mico que agreg贸 durante la titulaci贸n) para neutralizar el analito 谩cido o b谩sico y agr茅guelo al volumen del analito originalmente presente. Esto te dar谩 tu volumen final. por ejemplo, suponga que para alcanzar la segunda equivalencia, se agregaron 80 ml de 1 molar naoh a 40 ml de 谩cido mo谩lico 1 molar. el c谩lculo ser谩 de 80 ml de titulador + 40 ml de analito = 120 ml de volumen final.
divida la cantidad de moles de 谩cido o base originalmente presentes en su analito por el volumen final. Esto le dar谩 la concentraci贸n final de 谩cido conjugado o base. por ejemplo, 120 ml fue el volumen final y originalmente estaban presentes 0,04 moles. convierta ml en litros y divida el n煤mero de moles por el n煤mero de litros: 120/1000 = 0.12 litros; 0.04 moles / 0.12 litros = 0.333 moles por litro.
determine los kb de la base conjugada (o ka si es un 谩cido conjugado). recuerde que la base conjugada es la especie que se forma cuando se eliminan todos los protones de un 谩cido, mientras que el 谩cido conjugado es la especie que se forma cuando dona protones a una base. en consecuencia, en el segundo punto de equivalencia, el 谩cido dipr贸tico (谩cido ox谩lico, por ejemplo) se habr谩 desprotonado completamente y su kb ser谩 igual a 1 x 10 ^ -14 / el segundo ka para el 谩cido ox谩lico. para una base, el ka en el segundo punto de equivalencia ser谩 igual a 1 x 10 ^ -14 / el segundo kb para la base dipr贸tica. por ejemplo, el 谩cido ox谩lico fue el analito. su ka es de 5.4 x 10 ^ -5. divida 1 x 10 ^ -14 por 5.4 x 10 ^ -5: (1 x 10 ^ -14) / (5.4 x 10 ^ -5) = 1.852 x 10 ^ -10. este es el kb para la forma completamente desprotonada de 谩cido ox谩lico, el i贸n oxalato.
establezca una ecuaci贸n constante de equilibrio en la siguiente forma: kb = ([oh -] [谩cido conjugado]) / [base conjugada]. Los tirantes cuadrados representan concentraci贸n.
sustituya x ^ 2 por los dos t茅rminos en la parte superior de la ecuaci贸n y resuelva para x como se muestra: kb = x ^ 2 / [base conjugada]. por ejemplo, la concentraci贸n de oxalato de sodio fue de 0.333 moles / l, y su kb fue de 1.852 x 10 ^ -10. cuando se insertan estos valores, se obtiene el siguiente c谩lculo: 1.852 x 10 ^ -10 = x ^ 2 / 0.333. multiplica ambos lados de la ecuaci贸n por 0.333: 0.333 x (1.852 x 10 ^ -10) = x ^ 2; 6.167 x 10 ^ -11 = x ^ 2. toma la ra铆z cuadrada de ambos lados para resolver para x: (6.167 x 10 ^ -11) ^ 1/2 = x. esto produce lo siguiente: x = 7.85 x 10 ^ -6. Esta es la concentraci贸n de iones hidr贸xido en la soluci贸n.
convertir de la concentraci贸n de ion hidr贸xido o ion de hidr贸geno a ph. Si tiene una concentraci贸n de iones de hidr贸geno, simplemente tome el registro negativo para convertir a ph. Si tiene concentraci贸n de i贸n hidr贸xido, tome el registro negativo y luego reste su respuesta de 14 para encontrar el ph. por ejemplo, la concentraci贸n encontrada fue de 7.85 x 10 ^ -6 moles por litro de iones de hidr贸xido: log 7.85 x 10 ^ -6 = -5.105, por lo tanto, -log 7.85 x 10 ^ -6 = 5.105.
reste su respuesta de 14. por ejemplo, 14 - 5.105 = 8.90. El ph en el segundo punto de equivalencia es 8.90.
propina
Este c谩lculo no tuvo en cuenta la autoionizaci贸n del agua, que puede convertirse en un factor en soluciones muy diluidas de bases d茅biles o 谩cidos. sin embargo, es una buena estimaci贸n para estos prop贸sitos y el tipo de respuesta que se espera que proporcione para este tipo de problema.