Cómo resolver un problema de titulación

November 2

Cómo resolver un problema de titulación


Cuando los químicos tienen que encontrar la concentración de una sustancia disuelta en una solución, que a menudo utilizan una técnica llamada titulación. Mediante la adición de una sustancia química que reacciona con el soluto hasta que todo el soluto se ha neutralizado, el químico puede determinar la cantidad era originalmente presente - y por lo tanto la concentración de la solución. problemas de titulación con ácidos y bases son tareas comunes en las tareas y pruebas en la clase de química.

instrucciones

1 Determinar si el analito (la sustancia química disuelta en la solución) y el reactivo (el producto químico añadido a neutralizar el soluto) son ácidos o bases fuertes. Un ácido es una sustancia que da lejos protones, mientras que una base es una sustancia que toma protones. Si el soluto es una base, el reactivo será un revés ácido y el vicio. El ácido clorhídrico, ácido nítrico, ácido sulfúrico, ácido perclórico, ácido bromhídrico y ácido yodhídrico son los ácidos fuertes comunes, mientras que de litio, sodio, potasio, rubidio, calcio, estroncio y bario son bases fuertes. Para obtener una lista de los ácidos y bases comunes, ver el enlace en la sección Recursos.

2 Determinar si el producto de la reacción de valoración será una sal neutra o una sal básica / ácida. Cuando una base fuerte y un ácido fuerte reaccionan, el producto es una sal neutra (una sal con pH 7); la reacción entre el ácido clorhídrico y el hidróxido de sodio, por ejemplo, produce cloruro de sodio, que no es ni de base ni ácido. Un ácido fuerte reacción con una base débil, sin embargo, produce una sal de ácido, mientras que una base fuerte que reacciona con un ácido débil produce una sal básica. Las titulaciones casi nunca se realizaron con una combinación de un ácido débil y una base débil, ya que sería más difícil encontrar el punto de equivalencia para este tipo de titulación.

3 Escribe lo que sabes y averiguar cuál es el problema está pidiendo. Por lo general, un problema de tarea o una prueba de este tipo le dará las identidades del valorante y el analito, el volumen de analito y la concentración del reactivo de valoración. El problema podría darle la cantidad de valorante necesario para alcanzar la equivalencia (el punto donde todo el soluto se ha neutralizado) y le pedirá que encontrar el pH en equivalencia y la concentración de la solución original, o se le puede dar la concentración de ambos valorante y el soluto luego le piden que encontrar el pH en cada etapa de la reacción. Cada tipo de problema requerirá una estrategia diferente.

4 Anote la ecuación química balanceada para la reacción entre el ácido y la base (esto normalmente se le dio en el problema también). Determine la relación de los reactivos utilizando la ecuación química, es decir, cómo se necesitan muchas moléculas de una sustancia química para reaccionar con una molécula de la otra.

5 Utilizar los datos que le han dado para calcular el pH en cada etapa de la reacción si el problema le pide que lo haga (si no, omita este paso y vaya al paso 6). En función de las identidades de analito y reactivo de valoración, hay cuatro posibilidades.

1) Si el analito es un ácido fuerte y el reactivo es una base fuerte, el pH es sólo el logaritmo negativo de la concentración de analito. Para encontrar la concentración de analito, restar el número de moles de agente valorante añadido hasta este punto, y se divide por el volumen total (volumen inicial de analito + volumen de valorante añadido).

2) Si el analito es una base fuerte y el reactivo es un ácido fuerte, los pasos que debe seguir son los mismos que en (1), excepto que el logaritmo negativo de la concentración de analito le dará el pOH en lugar de pH. Para convertir pOH al pH, restarlo de 14.

3) Si el analito es un ácido débil y el reactivo es una base fuerte, usar la ecuación de Henderson-Hasselbalch, pH = pKa + log ([concentración de base conjugada] / concentración de ácido débil restante). La cantidad de base conjugada es igual a la cantidad de reactivo de valoración que ha añadido hasta el momento; dividirlo por volumen total para encontrar la concentración. Los valores de pKa para muchos ácidos débiles se enumeran en la tabla vinculada en la sección de Recursos.

4) Si el analito es una base débil y el reactivo es un ácido fuerte, utilizar la otra forma de la ([concentración de ácido conjugado] ecuación de Henderson-Hasselbalch, pOH = pKb + log / restante débil concentración de la base). A continuación, convertir de pOH a pH restando de 14.

6 Encuentra el pH en equivalencia si el problema le pide que lo haga. Para un ácido fuerte se combina con una base fuerte, el pH en equivalencia es 7. Para un reactivo de valoración ácido fuerte y débil analito base, tomar el número de moles de base débil originalmente presente y se divide por el nuevo volumen total (volumen original de analito + volumen de valorante añadido para alcanzar la equivalencia) para encontrar la concentración, a continuación, tomar el logaritmo negativo de esta concentración. El procedimiento para valorante una fuerte base con un analito de ácido débil es el mismo, excepto que una vez que se ha tomado el logaritmo negativo que tendrá el pOH en lugar del pH, por lo que necesita para convertirlo a un pH por restarlo de 14 .

7 Encuentra la concentración original de la sustancia analizada si el problema le pide que lo haga. El volumen de valorante añadido para alcanzar la equivalencia multiplicado por la molaridad o concentración del reactivo de valoración le dará el número de moles de agente valorante añadido. El número de moles de agente valorante añadido, multiplicado por la relación entre los reactivos que se encontró en el paso 4, es igual al número de moles de analito presente originalmente. Dividir el número de moles de analito por volumen original de analito para encontrar la concentración de analito.

Consejos y advertencias

  • Este procedimiento supone una relación de 1 a 1 entre el ácido y la base en la reacción de neutralización - que suele ser el tipo de problema que usted verá en un concurso de química general.
  • Cuando la búsqueda de concentraciones en o antes de la equivalencia, toma el volumen del reactivo de valoración que ha añadido en cuenta.

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