Por: Juno Kim
Introducción
En este experimento la concentración de potasio hidrógeno ftalato (KHP) en una muestra desconocida se determinó a través del análisis volumétrico. El análisis volumétrico permite el cálculo de la cantidad o concentración desconocida por una reacción con una cantidad conocida de reactivo. Para este laboratorio, la muestra desconocida de ftalato de hidrógeno de potasio se tituló con una solución estandarizada de hidróxido de sodio., Una solución estándar tiene una concentración conocida con precisión y para este experimento se estandarizó el hidróxido de sodio con un ácido estándar primario, el ftalato de hidrógeno de potasio. Un estándar primario podría ser cualquier sustancia química pura que pueda utilizarse como inicio de un análisis cuantitativo. El hidróxido de sodio, sin embargo, no es un estándar primario ideal porque es hidroscópico, lo que significa que reacciona y absorbe componentes del aire como la humedad y el dióxido de carbono. En general, un patrón primario tiene estas cualidades:
- una solución patrón se prepara, purifica y seca fácilmente.,
- Una solución estándar es estable y fácil de almacenar.
- Una solución patrón no debe ser hidroscópica.
- una solución estándar debe ser pura en un grado medible.
- La solución patrón debe reaccionar en un tiempo razonable en un entorno de reacción cuantitativo.
el ftalato de hidrógeno de potasio es un buen estándar primario porque es estable, alto en pureza, no hidroscópico, altamente soluble, no tóxico, alto en peso molecular, barato y disponible.,
no hace falta decir que en este experimento cuantitativo se prestó especial atención a la toma y registro de mediciones. El volumen de la bureta de 50 mL utilizada en la titulación se registró a 0,01 mL y las masas se registraron a 0,1 mg más cercanos para obtener los mejores resultados. Toda la cristalería se limpió y secó escrupulosamente antes de su uso y la bureta se enjuagó con su reactivo antes de la titulación. Era vital comprobar la bureta para cualquier burbuja de aire presente antes de realizar las titulaciones.,
métodos experimentales
al inicio del experimento, aproximadamente 3 g del ftalato de hidrógeno potásico y la muestra desconocida se pusieron en un horno de 110 ‘C para secar. Para preparar la solución de hidróxido de sodio se hervió un litro de agua destilada durante 10 minutos y se enfrió para eliminar el dióxido de carbono. Ese paso es necesario porque el hidróxido de sodio y el dióxido de carbono reaccionan en una solución para formar un ion carbonato no deseado. Dado que los iones de carbonato son insolubles en hidróxido de sodio concentrado, se utilizó una solución madre al 50% de hidróxido de sodio.,1 después de enfriar el agua hervida, se agregaron aproximadamente 3 mL de hidróxido de sodio al 50% para formar una solución de hidróxido de sodio de 0,1 M. Noten que para enfriar el litro hervido del agua en un tiempo más corto se usaba el baño de hielo. La mezcla de hielo picado y agua fría sirve bien para el propósito porque el hielo picado por sí solo no es eficiente para el enfriamiento debido al aire en los espacios que es un mal conductor de heat2.
en el proceso de estandarización, tres muestras de ftalato de hidrógeno de potasio conocido fueron tituladas por la solución preparada de hidróxido de sodio de 0,1 M. Cada muestra consistió en 0.7 ~ 0.,8 g de hidrogenoftalato de potasio (medido con una precisión de 0,1 mg) en 100 mL de agua y dos gotas de fenolftaleína indicadora que pondría la solución ligeramente rosada para marcar el final de la titulación. La fenolftaleína es un indicador que reacciona a la adición de iones de hidrógeno o hidróxido, volviéndose incolora con la adición de iones de hidrógeno y volviéndose rosa cuando se agregan iones de hidróxido.,3 las masas de cada muestra de ftalato de hidrógeno de potasio se convirtieron en mols, lo que también revelaría los mols de hidróxido de sodio ya que la relación mol entre el ftalato de hidrógeno de potasio y el hidróxido de sodio es uno a uno para este experimento; un mol de ftalato de hidrógeno de potasio reacciona con un mol de ion hidróxido. Los mols de hidróxido de sodio se dividieron por el volumen de solución de hidróxido de sodio de 0,1 M utilizado en la titulación para encontrar su molaridad.
se tomó un paso Similar para encontrar las concentraciones de ftalato de hidrógeno de potasio desconocido., La molaridad media del hidróxido de sodio calculada a partir del paso anterior se multiplicó por el volumen de la solución de titulación añadida y convertida en mols de ftalato de hidrógeno potásico en la muestra. Luego, utilizando el peso molecular de 204.233 g/mol para el ftalato de hidrógeno de potasio, los mols se convirtieron en gramos que luego serían una proporción de la masa de su muestra, produciendo un porcentaje o concentración de ftalato de hidrógeno de potasio en la muestra desconocida. La muestra de KHP desconocida utilizada fue #52 LO, por lo que se utilizaron muestras de aproximadamente 3.0 g en las titulaciones.,
resultados
los resultados y cálculos son los siguientes en las páginas siguientes.
discusión
el indicador utilizado, la fenolftaleína es un ácido débil que responde a adiciones o sustracciones del ion hidrógeno, por lo que fue apropiado que el ftalato de hidrógeno de potasio desconocido se diluyera con diluyentes neutros. Las titulaciones tuvieron que hacerse con mucho cuidado y precisión debido a su sensibilidad., Se utilizó una barra de agitación durante la titulación que podría obstaculizar con el punto final notado por una ligera indicación rosa que dura aproximadamente treinta segundos, por lo que durante el experimento se puso fin a la titulación si el rosa duró aproximadamente 10 segundos. Es importante tener en cuenta que el color rosa en tres titulaciones fueron ligeramente diferentes, algunas más oscuras que otras. Fue crucial hacer uso de la técnica de media gota también porque el punto final era muy sensible incluso a 0,05 mL. La molaridad promedio de la solución de hidróxido de sodio fue de 0,155 m después de la estandarización., Usando esa solución, se encontró que la concentración promedio de hidrógeno ftalato de potasio era de 27.99% en el sólido desconocido #52 LO. La desviación estándar se calculó como 2.411, lo que es aceptable, pero una pequeña causa de preocupación, ya que el segundo ensayo experimental arrojó una concentración de KHP de 25.31%, que se encuentra fuera de una desviación estándar de la media. Tal vez se podría haber logrado un mejor resultado si se hubieran utilizado cantidades iguales de masa desconocida para cada ensayo.,
conclusión
el propósito del experimento fue estandarizar una solución de hidróxido de sodio para ser utilizada en la titulación en presencia de un indicador, fenolftaleína, para determinar la concentración de una muestra desconocida consistente en hidrogenoftalato de potasio y diluyentes neutros. Debido a la naturaleza simple del experimento, era crucial tener mediciones precisas y equipos limpios. Las titulaciones arrojaron una concentración promedio de 27,99% KHP en muestra desconocida. Con una desviación estándar siendo 2.,41 el experimento concluyó con un 95% de confianza que la concentración de KHP en la muestra desconocida mide entre 25.58% y 30.4%.