Preparación de Soluciones Amortiguadoras.

Experimento 1.

Preparación de Soluciones Amortiguadoras

I.     Objetivos:

Al finalizar esta práctica el estudiante estará en capacidad de:

1.    Preparar experimentalmente diferentes soluciones amortiguadoras.

2.    Determinar el pH de las soluciones anteriormente preparadas.

3.    Establecer la relación entre el pH y un amortiguador.

II. Marco Teórico:

Solución amortiguadora es aquella que se opone los cambios de pH cuando se agrega ácido o álcali.  Tales soluciones se utilizan en muchos experimentos bioquímicos en los cuales se necesita controlar exactamente el pH.

De la ecuación de Henderson-Hasselbalch, se puede deducir que el pH de una solución amortiguadora depende de dos factores uno es el de pKa y el otro es la proporción de sal a ácido.  Esta proporción se considera igual a las cantidades de sal y ácido mezcladas en el intervalo de pH entre 4 y 10, donde la concentración de hidrogeniones e hidroxilos del medio acuoso es muy baja y se puede ignorar.

                     PH = pKa   +  log ₁₀ [sal] / [ácido]

Tomemos por ejemplo los amortiguadores de acetato que están compuestos por una mezcla de ácido acético y acetato de sodio:

                        CH₃COOH         ↔         CH₃COO^-  + H⁺

                        CH₃COONa      →      CH₃COO^-  + Na⁺

Puesto que el ácido acético está tan solo débilmente disociado, la concentración de ácido será casi la misma que se agregó a la mezcla; en la misma forma la concentración de iones acetato puede ser considerada como igual a la concentración de acetato de sodio añadido a la mezcla, ya que la sal estará completamente disociada.  La máxima capacidad amortiguadora de la solución se cumple cuando la concentración de la sal es igual a la concentración del ácido, en este punto pH = pKa.  Si el pKa del ácido acético es 4.8, en la práctica las soluciones amortiguadoras se usan en el intérvalo de pH entre 3.8 y 5.8, es decir  1 unidad alrededor del pKa.  Esto se cumple generalmente para todas las soluciones amortiguadoras.

III. Materiales y Reactivos.

a) Volumétricos 100 mL, vasos químicos, balanza, potenciómetro, buretas, probetas, papel parafilm, espátulas.

b) Fosfato monobásico de potasio KH₂PO₄ 0.2 M, ácido cítrico, citrato trisódico, Fosfato dibásico de sodio, hidróxido de sodio y HCl.

Hidróxido de sodio NaOH 0.2 M

IV. Procedimiento

1.    Amortiguador de Ácido cítrico/ Citrato de sodio 0.05 M

En un frasco volumétrico de 100 mL coloque x mL de Ácido cítrico 0.05 M y  complete hasta la marca con Citrato de trisódico 0.05 M.

X mL	91	86	80	75	70	65	60	55	50	44	39
pH	3.0	3.2	3.4	3.6	3.8	4.0	4.2	4.4	4.6	4.8	5.0
X mL	34	29	24	19	14
PH	5.2	5.4	5.6	5.8	6.0

2. Amortiguador de Fosfato dibásico de sodio 0.2 M Na₂HPO₄

En un frasco volumétrico de 100 mL coloque x mL de Ácido clorhídrico 0.2 M a 50 mL de Fosfato dibásico de sodio y afore con agua hasta la marca.

X mL	3.5	5.8	9.1	13	18	24	30	35	40	43	45
pH	5.8	6.0	6.2	6.4	6.6	6.8	7.0	7.2	7.14	7.6	7.8

    3.Amortiguador de Fosfato monobásico de potasio 0.2 M KH₂ PO₄

En un frasco volumétrico de 100 mL coloque x mL de Hidróxido de sodio 0.2 M a 50 mL  de fosfato monobásico de potasio y diluya hasta 100 mL.

X mL	3.5	5.8	9.1	13	18	24	30	35	40	43	45
pH	5.8	6.0	6.2	6.4	6.6	6.8	7.0	7.2	7.4	7.6	7.8

4. Capacidad amortiguadora de las soluciones:

 

v  Prepare 8 tubos de ensayo. En los tubos 1 y 2 coloque 5 mL de agua destilada.

v  5 ml de la solución amortiguadora preparada en (1) en los tubos 3 y 4.

v  5 mL de la solución amortiguadora preparada en (2) en los tubos 5 y 6.

v  5 mL de la solución  amortiguadora preparada en (3)  en los tubos 7 y 8. 

v  En todos los tubos añada tres gotas de indicador universal. 

v  En los tubos impares añada 0,5 de HCI 0.1 M y en los tubos pares añada 0.5 mL de NaOH 0.1 M. 

v  Agite los tubos y anote sus observaciones.