Distintas miradas sobre una titulaci

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Distintas miradas sobre una titulación
ácido-base.S. Pastorino, R.Iasi y S.
Juanto.Química para Ingeniería en Sistemas,
Facultad Regional La Plata, Universidad
Tecnológica Nacional, 60 y 124, La Plata (1900),
Argentinae-mail sujuanto_at_yahoo.com.ar

• Introducción
• Enfrentados a la problemática de desarrollar
  experiencias de laboratorio para los no-químicos
  (1) , alumnos de 1er año de Ingeniería en
  Sistemas de Información , implementamos y
  evaluamos dos enfoques diferentes para una
  titulación ácido-base
• Uno centrado en la motivación de los alumnos,
  interesados en la adquisición y análisis de
  datos, utilizando equipamiento más moderno.
• otro centrado en la visualización de los procesos
  a nivel molecular, realizando una titulación
  tradicional acompañada de representaciones
  gráficas del proceso de neutralización.

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Parte experimental

• Se prefirió realizar una titulación ácido
  fuerte-base fuerte para simplificar el sistema,
  descartando fenómenos de hidrólisis (2).
• Los alumnos trabajaron en forma paralela, en dos
  grupos de trabajo, con los mismos reactivos pero
  utilizando dos métodos diferentes. Se
  neutralizaron 10 ml de solución de HCl (aprox.
  0,15 M ) con solución de Na(OH) 0,148
  M.(previamente valorada con ftalato ácido de
  sodio).

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• Un grupo realizó la titulación de la solución de
  ácido clorhídrico, con la solución de hidróxido
  de sodio, utilizando fenolftaleína como indicador
  (la fenolftaleína vira de incoloro a rosa a
  partir de pH 8).
• Al mismo tiempo, se observa la representación
  del proceso de neutralización de protones () y
  oxhidrilos(-), partiendo de una solución
  inicialmente ácida (fig.1), a medida que ingresa
  la solución alcalina no se observa coloración
  (fig.2),al progresar se observa momentánea
  coloración de una porción de la solución
  (concentración local alta de (OH-))que desaparece
  al agitar (fig.3) .
• Al continuar agregando solución alcalina, se
  alcanza el punto de equivalencia (cuando se
  completó la neutralización) (fig.4), y aparece el
  cambio de color de toda la solución (punto final)
  con un ligero exceso de álcali (fig.5), debido al
  indicador utilizado.
• En este esquema experimental, se refuerza la
  visualización de los procesos a nivel molecular,
  aunque no hay evidencia del progresivo cambio de
  pH hasta que se alcanza el punto final, ni de la
  diferencia entre punto de equivalencia y punto
  final.

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se agrega solución alcalina a la solución ácida
que contiene fenolftaleína. ( Los signos -
representan los (OH-) y los a los H)

FIG.1 FIG.2
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Coloración local Que desaparece Al agitar
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Punto final
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FIG.3 FIG.4
Punto de equivalencia
FIG.5
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(No Transcript)
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(No Transcript)
7
(No Transcript)
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• Es posible discutir la diferencia entre punto de
  equivalencia y punto final al realizar el gráfico
  de pH vs volumen de álcali agregado, al realizar
  la medida con el otro esquema experimental
• Consiste en un electrodo de pH , conectado a una
  PC a través de una interfase, con un programa que
  adquiere y grafica los datos (equipamiento marca
  Vernier).
• Este equipamiento adquiere el valor de pH del
  electrodo, y manualmente se ingresa el volumen de
  solución agregada.
• El programa va graficando pH vs volumen agregado
  a medida que se realiza la medida, lo cual
  permite disminuir la alicuota agregada a medida
  que nos acercamos al punto de equivalencia,
  debido a la rápida variación de pH en esa zona.
  También permite observar la influencia de otras
  variables, como la agitación.

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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• Los valores de pH se adquieren de la señal del
  electrodo (3), a través de la interfase conectada
  a un puerto USB de la PC, mientras que los
  mililitros de solución alcalina se registran
  manualmente, una vez que la lectura de pH se
  estabiliza. El programa permite observar la
  construcción de la curva pH vs ml solución
  alcalina a medida que se adquieren los datos, con
  la ventaja de monitorear la experiencia en tiempo
  real.

El gráfico de la variación de pH con el volumen
de álcali (d1d(pH)/dVol), nos muestra cuando el
cambio de pH es más grande ( el máximo
corresponde al punto de equivalencia) y la
derivada de ese gráfico muestra claramente al
punto de equivalencia como la intersección con el
eje x .
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Con este esquema experimental, es posible
apreciar el punto de equivalencia de la
titulación al graficar la derivada segunda del pH
con respecto al volumen de álcali utilizado, esto
es d2 pH/(d vol)2.
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• El empleo de equipamiento más moderno permite
  realizar la adquisición y el análisis de los
  datos obtenidos al mismo tiempo que se realiza la
  experiencia. Este método permite plantear
  interesantes discusiones sobre la influencia de
  las variables como agitación, intervalo entre
  toma de datos, etc. , realizando inclusive
  experiencias para enfatizar su influencia, dado
  que el tratamiento de datos es notablemente más
  rápido que en forma convencional.
• Sin embargo, la titulación empleando un indicador
  muestra más evidencia de los procesos
  moleculares, y es interesante desarrollarla como
  introducción a la experiencia, y también en
  paralelo, como ilustración de la diferencia
  entre punto de equivalencia y punto final.
• Al discutir la experiencia, los alumnos amplían
  la información con una búsqueda orientada en
  Internet(4).

Agradecimientos la compra del equipamiento
Vernier fue posible mediante el aporte del
PROMEI.
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Referencias

• (1) Re-elaboración de una práctica de
  laboratorio. S.Pastorino,G.Machado, S.Juanto.
  R.Iasi
• VIIJEUQ (Jornadas de Enseñanza Universitaria de
  la Química, organizadas por la Asociación Química
  Argentina, 9 al 12 de abril del 2006, Comodoro
  Rivadavia.
• (http//www.unp.edu.ar/jorna_qca/resumenes)
• (2) Química, 6ta ed. R.Chang.Ed.McGraw Hill,
  Mexico,1999.
• (3) Advanced Chemistry with Vernier, J.Randall.
  Ed,Vernier, EEUU, 2006.
• (4)El rol de la página web como auxiliar
  docente.
• M.Arbeletche, G.Machado, S.Juanto y J.L.Rípoli.
  
• (IV Seminario Internacional y II Encuentro
  Nacional de Educación a Distancia , organizado
  por RUEDA, Red Universitaria de Educación a
  Distancia, - 22, 23 y 24 de Mayo de 2006 -
  Universidad Nacional de Córdoba, Argentina.).
• (http//www.rueda.edu.ar)