El componente principal del vinagre es el ácido acético (HC2H3O2) y también un poco de agua. Mientras se analizaba el vinagre y el porcentaje de composición de ácido acético que contenía, se realizó una reacción ácido/base añadiendo NaOH, una base, al vinagre, el ácido. Se añadió NaOH en pequeñas cantidades a la vez a un vaso de precipitados que contenía 5,00 ml de vinagre y 20,0 ml de agua desionizada.
El concepto de titulación en este laboratorio era determinar la concentración de ácido acético en vinagre agregando una base a la solución hasta que la mezcla fuera básica. El propósito de esta práctica de laboratorio fue determinar primero el pH de diferentes artículos del hogar y luego determinar la concentración de ácido acético en vinagre.
Tabla 1: pH de artículos para el hogar
SustanciaValor de pHJugo de limón2.37Vinagre de sidra de manzana2.73Vinagre destilado2.52Jabón para platos2.96Bicarbonato de sodio8.52Amoníaco11.5340910.47
Tabla 2: Resultados de la titulación al agregar NaOH al vinagre destilado
mL de NaOH agregado a equivalenciapHConcentración de vinagrePorcentaje en peso de vinagre a equivalenciaEnsayo 322.39.17.66 M HC2H3O24.0 %
Cálculos de muestra:
Ejemplo de curva de titulación:
En la primera parte del laboratorio, se determinó el pH de productos químicos domésticos aleatorios. El jugo de limón, el vinagre destilado y de sidra de manzana y el jabón para platos eran todos muy ácidos y cada uno tenía un pH inferior a 3. Los químicos más básicos consistían en bicarbonato de sodio, amoníaco y 409, cada uno con un pH superior a 8. Parecía que la mayoría de los productos químicos de limpieza tendían a ser básicos, con excepción del jabón para platos. Todos los productos químicos comestibles eran ácidos.
En la segunda parte, se analizó el vinagre para determinar la concentración de ácido acético añadiendo lentamente una base a la mezcla de vinagre y agua y registrando cuándo alcanzó su punto de equivalencia. Para ello, se colocó un electrodo de pH en un vaso de precipitados de 100 ml junto con 5,00 ml de vinagre y 20,0 ml de agua desionizada y se registró el pH inicial.
Luego, cada grupo añadió 3 gotas de indicador de pH para mostrar visualmente cuándo la solución se volvió básica. El electrodo de pH se colocó en la solución cada vez que se agregó una pequeña cantidad de NaOH para registrar el pH de la solución y hacer el gráfico en LoggerPro. Cada grupo continuó agregando pequeñas cantidades de la base, NaOH, hasta que el pH terminó de cambiar rápidamente.
La primera derivada se encontró para cada valor de NaOH agregado y la derivada más grande mostró el punto de equivalencia. Para la prueba 3, el pH estaba cambiando con respecto al volumen a 10,48. El concepto de titulación es calcular la concentración de una solución desconocida (ácido acético en vinagre) agregando una cantidad medida de una solución (NaOH) de concentración desconocida a un volumen conocido de una segunda solución (vinagre y agua desionizada) hasta que la reacción está completo, a un pH de alrededor de 7.
Se utilizó vinagre destilado en la parte de titulación del laboratorio. En la prueba 3, se descubrió que cuando se añadían 22,3 ml de NaOH a la solución de vinagre y agua, se alcanzaba el punto de equivalencia a un pH de aproximadamente 9—9,17 para ser exactos. La concentración de ácido acético en vinagre fue de 0,66 M y 4,0% en peso de vinagre. Los resultados reales cumplieron con los resultados esperados, teniendo que agregar un poco más de base a la solución ácida para dejarla neutra.
Una posible fuente de error podría haberse cometido al no agregar con precisión la cantidad correcta de vinagre y agua desionizada al vaso de precipitados, lo que desviaría la cantidad real de NaOH necesaria para alcanzar el punto de equivalencia. Otra probable fuente de error probablemente se produjo al no agregar la cantidad exacta y correcta de NaOH, por lo que se registraron datos incorrectos en LoggerPro, lo que resultó en un punto de equivalencia incorrecto.
La última fuente de error se produjo al no registrar los ml de NaOH agregados a la solución y los valores de pH resultantes para los ensayos 1 y 2. Solo registrar los resultados del ensayo 3 no permitió tener una conclusión sólida y definida para el objetivo inicial de encontrar la concentración de ácido acético en vinagre.
El objetivo de la primera parte del experimento era determinar el pH de diferentes artículos del hogar y luego encontrar los patrones que ocurrían en ellos. El objetivo de la segunda parte fue determinar la concentración de ácido acético en vinagre. La primera parte se logró poniendo aproximadamente 3 ml de una sustancia en un vaso de precipitados y luego colocando una sonda de pH en el vaso para registrar el pH de cada solución. La segunda parte se llevó a cabo en tres ensayos separados.
Se añadió una mezcla de vinagre destilado y vinagre desionizado a un vaso de precipitados y, a intervalos, se añadieron a la solución pequeñas cantidades de una base de NaOH y se registró el pH con una sonda de pH cada vez. La cantidad de NaOH se registró en LoggerPro, creando una tabla que muestra el pH resultante y la primera y segunda derivada. Se utilizó la primera derivada, que mostraba la velocidad a la que el pH cambiaba más con respecto al volumen.
Se formó una curva de titulación que mostraba el punto de equivalencia para determinar la concentración de ácido acético en vinagre. En la segunda parte, fue crucial agregar las cantidades correctas de agua desionizada y NaOH al vinagre, y también extremadamente importante tomar y registrar las mediciones correctas. Se encontró que la concentración era 4,0% de ácido acético en vinagre.