PRACTICA N 03

Preparacin de soluciones buffers

1. No Mesa: Mesa 1

2. Integrantes:

Mauricio Tasaico Espinoza ( Cdigo 20140171

Klaudia Angela Fetta More ( Cdigo 20131214

Jorge Ramos ( Cdigo 20130998

Franz Rivas Palomino ( Cdigo 20131238

3. Fecha: 29-4-2015

PREPARACIN DE SOLUCIONES AMORTIGUADORAS

INTRODUCCIN

Se puede preparar un amortiguador con el pH que se quiera, mezclando cantidades conocidas de un par cido o base conjugado que sea conveniente. No obstante en la prctica los valores de pH de los amortiguadores preparados sobre bases tericas son distintos del valor predecible. Esto se debe a errores en los valores de muchas constantes de disociacin y a la simplicidad de los clculos. Debido a estos errores las soluciones amortiguadoras se preparan al pH deseado aproximado y luego se ajusta agregando una base o un cido fuerte hasta que la lectura en el medidor de pH nos del valor requerido.

RESULTADOS

1. Preparar 100 mL de un buffer acetato, a una concentracin 0.02M y pH 5, a partir de acetato de sodio 0.2M y cido actico 0.2M. pKa = 4.74

[A] + [S] = 002M(1)

pH = pKa + log[S]/[A]

5 = 4.74 + log[S]/[A]

[S] = 1.8197[A]..(2)

(2) en (1)

2.8197[S] = 0.02M

[A] = 7.093x10-3M

[S] = 0.01291M

Para el cido:

7.093x10-3 moles ------1000mL

x -------------100mL

x= 7.093x10-4 moles

0.2 moles -------------1000mL

7.093x10-4 moles----x

X = 3.547 mL

Para la sal:

0.01291 moles -------1000mL

x -------------------100mL

x = 1.291x10-3 moles

0.2 moles ------------1000mL

1.291x10-3 moles--- x

x = 6.46mL

2. Prepara un buffer acetato de 100 mL a una concentracin de 0.002M y un pH 5 a partir del cido actico 0.2M y acetato de sodio 0.2M.

[A] + [S] = 002M(1) x= 0.001291

pH = pKa + log[S]/[A] para el cido:

5 = 4.74 + log[S]/[A] 0.00709-------1000ml

[S] = 1.8197[A]..(2) y----------------100ml

(2) en (1) y= 0.000709

2.8197[S] = 0.02M

[A] = 0.00709M CH3COOH + NaOH--- CH3COONa + CH3COOH

[S] = 0.01291M 0.002 0.001291 0.001291 0.000709

Para la base:

0.0129--------1000ml 0.2---1000ml w=0.001291 (40)

x---------------100ml 0.002-----x w=0.05164g

x= 10ml

3. Preparar un buffer fosfato de 100 mL a una concentracin de 0.05 M y pH 7.2 a partir del cido KHPO4 ( PM = 136.09 ) y de la sal K2HPO4 0.1M

[A] + [S] = 0.05M(1)

pH = pKa + log[S]/[A]

7.4 = 7.2 + log[S]/[A]

[S] = 1.58[A]..(2)

(2) en (1)

2.58[S] = 0.05M

[A] = 0.019M

[S] = 0.030M

Para el cido:

0.019 moles ------1000mL

x --------100mL

x= 0.0019 moles

1 moles -------------136.09 g

1.9x10-3 moles----x

X =2.2524 g

Para la sal:

0.03 moles -------1000mL

x -------------------100mL

x = 3x10-3 moles

0.1 moles ------------1000mL

3.x10-3 moles--- x

x =30mL

DISCUSIONES:

Terminada la preparacin del buffer fosfato como a los buffer preparados en el laboratorio, se les enraz con agua, como sabemos las soluciones buffer mantienen el pH constante, sin embargo, el cambio del pH puede verse afectado por otros aspectos externos; (Las soluciones buffer o amortiguadoras son capaces demantener su pHen valores aproximadamente constantes, aun cuando se agreguen pequeas cantidades de cido o base, o se diluya la solucin).Al momento de preparar nuestro buffer notamos que el pH que queramos no era el adecuado y tuvimos como resultado un pH de 6.89. ello quiere decir algn factor externo hizo ms cido nuestro buffer pudiendo ser ese factor el dixido de carbono presente en el aire del laboratorio.

Para tener el pH adecuando de 7.4 pusimos gota a gota NaOH ya que al ser una base esta har que el pH aumente paulatinamente. La regulacin del pH est limitada por las concentraciones del cido dbil y su base conjugada. Si la concentracin de H y de OH que se agrega a un sistema regulador y el pH pasa a estar gobernado por el cido o la base agregada (en este caso la base agregada). Tambin, en valores extremos la regulacin del pH es poco efectiva por ejemplo a pH 3 o pH 11. (Aldabe, 2004)

La disolucin buffer debe contener unaconcentracin relativamente grandede cada uno de los integrantes del par conjugado, de modo que laespecie cidadel sistema bufferpueda reaccionar con los iones OHque se le aadan y laespecie bsicadel sistema bufferpueda reaccionar con la cantidad de iones H+que se aadan (juan carlos cedron, 2005)

La presencia delpar conjugadohace que laespecie dbilsedisocieen menor proporcin:

HA +H2O A+H3O+

B+H2OBH+ + OH

La presencia de laespecie dbilhace que elpar conjugadosehidrolicemenos:

A+H2O HA + OH

BH++H2OB + H3O+

Factores externos que pueden afectar el pH:

si la solucin entra en contacto con el aire, absorber dixido de carbono, CO2, y se volver ms cida.

si la solucin se guarda en un recipiente de vidrio, las impurezas alcalinas "desprendidas" del vidrio pueden alterar el pH.

Muchas de las reacciones qumicas que se producen en solucin acuosa necesitan que el pH del sistema se mantenga constante, para evitar que ocurran otras reacciones no deseadas. Las soluciones ""reguladoras"" o Buffer son capaces de mantener la acidez o basicidad de un sistema dentro de un intervalo reducido de pH, por lo cual tienen mltiples aplicaciones tanto en las industrias como en los laboratorios.

Las soluciones buffers, son soluciones que resisten cambios de su pH. Estas soluciones mantienen constante el pH cuando se adicionan pequeas cantidades de cidos o bases. El control del pH es importante en numerosas reacciones qumicas, en los sistemas biolgicos y en muchas otras aplicaciones (Peter William Atkins, Loretta Jones).

CONLUSIONES

En esta prctica se pudo comprobar la concentracin de PH que posee la solucin buffer, es decir, los resultados obtenidos durante las experiencias son muy parecidos a los mostrados por el clculo matemtico dando como resultado un buendesempeode las mismas, tanto en los buffers acetato como en el buffer fosfato.

A partir de una parte sistemtica del equilibrio inico en soluciones acuosas y desde la perspectiva tradicional basada en la Ecuacin de Henderson Hasselbalch, se pudo generar unaprendizajesignificativo de conceptos asociados a la problemtica de soluciones amortiguadoras de pH.

La acidez y la basicidad constituyen el conjunto de propiedades caractersticas de dos importantesgruposde sustancias qumicas: los cidos y las bases. Las ideas actuales sobre tales conceptos qumicos consideran los cidos como dadores de protones y las bases como aceptadoras. Losprocesosen los que interviene un cido intervienen tambin su base conjugada, que es la sustancia que recibe el protn cedido por el cido.

Cabe destacar que algunosvaloresposean cierta variacin debido al desconocimiento en losprocedimientosrealizados. Debe tenerse en cuenta que pueden ocurrir errores en lamedicin, aunque se recomienda ser muy preciso y tenerbuen el manejo de las soluciones para evitar errores en el resultado.

BIBLIOGRAFIA

MANUAL DE PRACTICAS DE BIOQUIMICA I. UNALM. 2000.

NIETO ARAVENA, Cecilia.1999. Apuntes de Bioqumica I. Solucionario de Problemas. Departamento de Qumica, UNALM. Lima - Per.

Skoog/West/Holler.2000. Qumica Analtica. Sexta Edicin. Editorial Mc. Graw. Mxico.

HILL, John W. y D. K. KOLB 1999Qumica para el nuevo milenio. 8 edicin. Mxico.

Juan Carlos Cedrn, Victoria Landa, Juana Robles, seccin Qumica, Pontificia Universidad Catlica del Per. (http://corinto.pucp.edu.pe

Aldabe, B. A. (2004). Qumica 2 : Qumica en accin. buenos aires: colihue.

juan carlos cedron, v. l. (2005). Seccin Qumica. CORINTO, 3.

Principios de qumica: los caminos del descubrimiento By Peter William Atkins, Loretta Jones).

1. HA H+ + A-

a) Aumentan los OH-, ya que el medio se vuelve ms bsico conforme aumenta el pH.

b) El HA ya que al ser este la parte cida del buffer, es el compuesto que absorbe los OH- para amortiguar la subida brusca del pH; por lo que, este es el que resiste al cambio del pH.

c) Si el pH disminuye, el A- resistir el cambio, ya que ser el que absorba los H+ para amortiguar la bajada brusca del pH.

2. H2PO4- HPO4-2 + H+ [1M] [1M] [1M]

XM de [OH-]

pH = pKa + Log ( 7,9 = 7,2 + Log ( 0,7 = Log ( 100,7 = ( 5,01 = ( 5,01 5,01X = 1 + X ( 4,01 = 6,01X ( X = 0,67

Proporcin de iones H2PO4- que se disocian : 0,67 moles de H2PO4-

3. H2PO4- HPO4-2 + H+ [1M] [1M] [1M]

XM de [H+]

pH = pKa + Log ( 5,2 = 7,2 + Log ( -2 = Log ( 0,01 = ( 0,01 + 0,01X = 1 X ( 1,01X = 0,99 ( X = 0,98

Proporcin de iones H2PO4- : 1,98 moles

NaCl a 1M; necesario: 120mmol en 1L 1000mmol __ 1000ml 120mmol ____ 120ml de NaCl pH = pKa + Log ( 7,5 = 7,2 + Log ( 0,3 = Log ( 100,3 = ( 2 = ( 2[CIDO] = [SAL]

3mM = [CIDO] + [SAL] ( 3mM = [CIDO] + 2[CIDO] ( 3mM = 3[CIDO] ( [CIDO] = 1mM ; en 1L hay 1mmol 100mmol _______ 1000ml 1mmol _________ 10ml de NaH2PO4

[SAL] = 2[CIDO] ( [SAL] = 2mM ; en 1L hay 2mmol 100mmol _______ 1000ml 2mmol _________ 20ml de Na2HPO4

H2Odestilada= 1000ml-120ml-20ml-10ml ( H2Odestilada = 850ml

Por lo tanto, se necesitaron 120ml de NaCl, 20ml de Na2HPO4, 10ml de NaH2PO4 ; y, 850ml de agua destilada, para preparar 1L de solucin.

500ml de Na2HPO4 a 0,5M 0,5mol _____ 1000ml 0,25mol ____ 500ml 0,25mol ____ 1000ml ( 0,25M en 1L

500ml de NaH2PO4 a 0,2M 0,2mol _____ 1000ml 0,1mol _____ 500ml 0,1mol _____ 1000ml ( 0,1M en 1L

a) pH = pKa + Log ( pH = 7,2 + Log ( pH = 7,2 + 0,4 ( pH = 7,6

b) NaH2PO4 Na2HPO4 [0,1M] [0,25M]

10ml de HCl [1M] 1mol _____ 1000ml 0,01 mol __ 10ml

pH = pKa + Log ( pH = 7,2 + Log ( pH = 7,2 + 0,34 ( pH = 7,54

pH = pKa + Log ( 7,5 = 7,2 + Log ( 0,3 = Log ( 100,3 = ( 2 = ( 2[CIDO] = [SAL]

0,05M = [CIDO] + [SAL] ( 0,05M = [CIDO] + 2[CIDO] ( 0,05M = 3[CIDO] 1,67x10-2M = [CIDO] ; 3,33x10-2M = [SAL]

CIDO = 119,98g/mol ; SAL = 141,96g/mol

Relacin (masa/volmen) del cido (Volmen x 1,67x10-2M = #moles ( Volmen x 1,67x10-2M = ( CIDO x 1,67x10-2M = ( (CIDO)=119,98x1,67x10-2g/L ( (CIDO) = 2,003g/L

Relacin (masa/volmen) de la sal (Volmen x 3,33x10-2M = #moles ( Volmen x 3,33x10-2M = ( SAL x 3,33x10-2M = ( (SAL)=141,96x3,33x10-2g/L ( (SAL) = 4,727g/L

Por lo tanto, la relacin (masa/volmen) del buffer ser: 2,003g/L + 4,727g/L = 6,73g/L del Buffer.

58ml de HCN [0,1M] 0,1mol ________ 1000ml 5,8x10-3mol ____ 58ml 5,8x10-3mol ____ 80ml 7,25x10-2mol ___ 1000ml

22ml de NaCN [0,08M] 0,08mol _______ 1000ml 1,76x10-3mol ___ 22ml 1,76x10-3mol ___ 80ml 2,2x10-2mol ____ 1000ml

Ka = 7,2x10-10 ( pKa = -Log[7,2x10-10] ( pKa =9,14

pH = pKa + Log ( pH = 9,14 + Log ( pH = 9,14 0,52 ( pH = 8,62

CUESTIONARIO