Determinación de pH y valoración ácido-base HCl-NaOH: práctica de laboratorio

Resumen

Esta práctica de laboratorio describe cómo calibrar un pHmetro, medir el pH durante la neutralización de HCl con NaOH para construir una curva de valoración y realizar una valoración ácido-base con fenolftaleína como indicador. Permite entender la reacción de neutralización y cómo cambia el pH a lo largo del proceso.

Puntos clave

La reacción estudiada es HCl + NaOH → NaCl + H₂O, una neutralización ácido-base.
El pHmetro se calibra con disoluciones tampón de pH 4 y pH 7 antes de medir.
Para la curva de valoración se mide el pH tras añadir 5 mL de NaOH 0,1 M a 40 mL de HCl 0,1 M, repitiendo el proceso 10 veces.
En la valoración con indicador se usan 15 mL de HCl 0,1 M, 85 mL de agua destilada y 5 gotas de fenolftaleína.
El punto final se identifica cuando la disolución cambia de color y se anota el volumen de NaOH gastado en la bureta.

Ponte a prueba

Objetivos

Conocer cómo se utiliza el pHmetro.
Hacer una curva de valoración ácido-base.
Aprender a realizar de manera adecuada los ensayos volumétricos y hacer una valoración ácido-base utilizando un indicador llamado fenolftaleína.
Entender en qué consiste una reacción de neutralización y cómo influye en el pH. En el caso de esta práctica: HCl + NaOH → NaCl + H₂O

Materiales y Reactivos

Pipetas de vidrio graduadas
Pipetas Pasteur
Pipetas automáticas
Matraz Erlenmeyer
Vaso de precipitados
Prepipetas de tres válvulas
Bureta de 25 mL
Disolución de hidróxido sódico (NaOH) 0,1 M (corrosivo)
Disolución de ácido clorhídrico (HCl) 0,1 M (corrosivo)
Fenolftaleína 0,1 % en etanol
Soluciones de calibración de pH 4 y pH 7

Desarrollo Experimental y Resultados

El procedimiento experimental consta de la calibración del pHmetro, la determinación de pH para la elaboración de una curva de valoración ácido-base, y una valoración ácido-base utilizando un indicador.

Calibración del pHmetro

En primer lugar, hemos realizado la calibración del pHmetro.

Lo primero que tenemos que hacer es encender el pHmetro y sacar las soluciones de calibración de la nevera para que se vayan atemperando.
Después, sacar el electrodo de la solución de conservación.
Realizaremos el calibrado en modo 'Calibration' con las soluciones de calibración (pH 4 o pH 7), sumergiendo bien el electrodo y dándole vueltas suavemente al bote.
Esperaremos a que la solución se estabilice.
Por último, repetimos el procedimiento con el segundo calibrador.

Determinación de pH y Elaboración de la Curva de Valoración

En segundo lugar, para hacer la determinación de pH y elaboración de la curva de valoración:

Cogemos con una pipeta graduada 40 mL de HCl (0,1 M) y lo echamos en un vaso de precipitados de 100 mL.
Realizamos la medida de pH y la apuntamos (0,90).
Añadimos 5 mL de NaOH 0,1 M al vaso de precipitados donde teníamos los 40 mL de HCl, mezclamos bien y volvemos a tomar el valor de pH. Repetiremos este proceso 10 veces.
Cuando la práctica esté acabada y tengamos todos los valores que necesitamos, apagamos el pHmetro y representamos la curva de valoración.

Valoración Ácido-Base con Indicador

En tercer lugar y por último, la valoración de ácido-base:

Cogemos con una pipeta graduada 15 mL de HCl (0,1 M) y lo echamos en un matraz Erlenmeyer de 250 mL.
Añadimos 85 mL de agua destilada al matraz midiéndolo con una probeta y agregamos 5 gotas del indicador (fenolftaleína) al matraz y mezclamos todo bien.
Acondicionar la bureta con NaOH 0,1 M, enjuagando su interior con pequeñas porciones del reactivo.
Cerramos la llave de la bureta, estando esta vacía, y la llenamos con NaOH 0,1 M enrasando en la parte superior.
Después, colocar el matraz en la salida de la bureta y abriendo un poco la llave, dejar caer la disolución de hidróxido sódico poco a poco para poder parar a tiempo cuando veamos que la disolución finalmente ha cambiado de color.
Dar vueltas suaves y constantes al recipiente mientras va cayendo. Cuando cambie de color, anotar el volumen de NaOH gastado.

Preguntas frecuentes

¿Qué indicador se usa en la valoración ácido-base de esta práctica?

Se utiliza fenolftaleína 0,1 % en etanol, añadiendo 5 gotas al matraz Erlenmeyer antes de iniciar la valoración.

¿Cómo se calibra el pHmetro antes de la práctica?

Se enciende el aparato, se saca el electrodo de la solución de conservación y se calibra en modo 'Calibration' con las soluciones de pH 4 y pH 7, esperando a que se estabilicen.

¿Cuál es la reacción de neutralización estudiada?

La reacción es HCl + NaOH → NaCl + H₂O, en la que el ácido clorhídrico reacciona con el hidróxido sódico para formar cloruro de sodio y agua.