Laboratorio de Titulación: NaOH con Solución estandarizada de KHP

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Estandarizar una solución de hidróxido de sodio (NaOH) frente a un ácido estándar primario utilizando fenolftaleína como indicador.

Variables independientesMasa de KHP (mKHP)

Volumen de solución KHP

Variables dependientesVolumen de NaOH agregado Variables controladasConcentración de NaOH

Equipamiento usado

Tipo de indicador ácido/base utilizado: fenolftaleína

Cantidad de indicador agregado: 3 gotas

  1. 2 g de KHP
  2. Dos vasos de precipitados de 100 cm3 (uno para preparar la solución de KHP y otro para verter NaOH en la bureta)
  3. 1 balanza digital (precisión de hasta 2 decimales)
  4. 1 varilla agitadora
  5. 1 embudo
  6. matraz aforado de 100 cm3
  7. 100 ml de agua destilada
  8. Erlenmeyer
  9. fenolftaleína
  10. bureta de 100 cm3
  11. Hidróxido de sodio

Datos cualitativos

El ftalato de hidrógeno y potasio (denominado en el experimento KHP) era una sustancia cristalina, blanca y quebradiza. Los cristales requirieron agitación intensa antes de poder disolverlos en agua. La solución ácida resultante era transparente, con una pequeña cantidad de gránulos de KHP sin disolver. Cuando la solución transparente de NaOH entró en contacto con la fenolftaleína transparente en la solución de KHP, se volvió rosa y al agitarla se volvió transparente. Sin embargo, a medida que se añadió más NaOH, llegó un punto en el que ninguna cantidad de agitación cambió el color rosa.

Fórmulas

Incertidumbres

  1. % Incertidumbre de KHP Masa = (0,01/mKHP) x 100
  2. % de incertidumbre de (aq) KHP en matraz aforado = (0,1/100) x 100
  3. % de incertidumbre de (aq) KHP en pipeta = (0,1/10) x 100
  4. % de incertidumbre del volumen de NaOH = (0,1/VNaOH) x 100

Cálculos estequiométricos

Moles (nvf) de KHP en matraz aforado = mKHP/MKHP donde MKHP es la masa molar de KHP (204,22 g)

KHP en matraz aforado de 100 cm3 = n/V

Moles de KHP en 10 cm3 de solución en donde V es un volumen dado de agua

matraz cónico (ncf) = KHP x V

Fórmulas generales

n = m/Mmol

1xV1 = 2xV2

El volumen de NaOH agregado = Volumen final – Volumen inicial

dónde

n es el número de moles de KHP

m es la masa de KHP en gramos

M es la masa molar en gramos

V es el volumen en cm3

KHP = (n/V) mol dm-3 = (0,00974/0,1) mol dm-3 = 0,0974 mol dm-3

Donde KHP es la concentración de ácido KHP..

Cálculos de muestra

Número de moles de KHP en 2,00 gramos = (m/M) = (2/204,22) mol = 0,00979 mol

KHP = n/V = (0,00979/0,1) mol dm-3

Número de moles de KHP en 0,01 dm3 de solución en matraz cónico = x V

= 0,0979 x 0,01 = 9,79 x 10-4 moles.

KHC8H4O4 + NaOH → H2O + NaKC8H4O4

Relación molar = 1 KHP:1NaOH

A partir de la relación molar, el número de moles de NaOH = 0,00979 moles.

NaOH = n/V = (0,00979/0,0950) = 0,103 mol dm-3 (cm3 se convierte en dm3)

Datos sin procesar

Laboratorio 1: Preparación de ácido KHP

Peso del barco de pesaje antes de añadir KHP = 2,67 g

Peso del barco de pesaje con KHP = 4,67 g

Peso del barco de pesaje después del traslado = 2,68 g

Masa molar (M) de KHP = 204,22 g

Volumen (V) de agua = 100 cm3 = 0,1 dm3

Masa de transferencia KHP = Peso del barco de pesaje con KHP – Peso del barco de pesaje después de la transferencia

= (4,67 − 2,68) gramos = 1,99 gramos.

Laboratorio 2: Estandarización de solución de NaOH

Prueba duraPrueba 1Prueba 2Volumen inicial de NaOH (±0,1 cm3)0.09.90.0Volumen final de NaOH (±0,1 cm3)9.920.910.4Volumen de NaOH añadido (±0,1 cm3)9.911.010.4Volumen medio de NaOH añadido en 3 ensayos (±0,1 cm3)10.4

*El volumen inicial es la lectura inicial de la bureta y el volumen final es la lectura después de agregar la solución de NaOH

Cálculos

KHC8H4O4 + NaOH → H2O + NaKC8H4O4

Relación molar = 1 KHP: 1NaOH

De la relación molar, número de moles de NaOH = 0,00974 mol

FórmulaCálculoResultadoNúmero de moles de KHP en 1,99 gramosm/M1,99/204,220,00974 molKHPn/V0,00974/0,1040,0937 mol dm-3Número de moles de KHP en 0,01 dm3 de agua x V0,0937 x 0,010,00937 molNaOHn/V0. 00974/0,01040,0937 mol dm-3

Cálculos de incertidumbre

Cantidad% de incertidumbreResultadoMasa de KHP(0,01/1,99) x 100 = ±0,503%mKHP = 1,99±0,503% gMoles de KHP en 1,99 g(1,99 g ± 0,503%/204,22)n = 0,00974±0,503% molVolumen (aq) KHP en matraz volumétrico( 0,1 cm3/100) x 100 = ±0,1%V = 0,1±0,1% dm3Volumen (aq) KHP en pipeta(0,1/10) x 100 = ±1%V = 0,01±1% dm3KHP(0,00974 mol ±0,503%/0,1 dm3±0.1%KHP = 0.0974±0.603% mol dm-3Moles de KHP en 10 cm3 de solución en matraz cónico(0.0974 mol dm-3±0.603% x 0.01 dm3±1%)n = 0.00974±1.603% molVolumen de NaOH( 0,1/10,4) x 100 = ±0,962%V = 10,4±0,962% cm3 = 0,104±0,962% dm3NaOH(0,00974±1,603/0,104±0,962%)NaOH = 0,0937±2,57% mol dm-3

Análisis de datos y conclusión

Un error experimental que resultó en lecturas inconsistentes con el valor de la literatura se debió a un error humano. Este defecto se debió a que permitió que fluyera el exceso de hidróxido de sodio, lo que provocó que la solución de KHP se volviera más rosada de lo que debería. Esto podría haber causado algunas desviaciones porque el volumen de hidróxido de sodio añadido era excesivo. El valor teórico de NaOH a verter era de 9,50 cm3, siendo más o menos 0,1 cm3 de ese valor. Sin embargo, la cantidad que agregué en promedio fue de 10,4 cm3, lo que sugiere por qué la solución se volvió inusualmente rosa oscuro en lugar de rosa claro.

El valor teórico del Hidróxido de Sodio que se esperaba utilizar era de 9,50 cm3. Sin embargo, se ha producido una desviación de 0,9 cm3, que es significativa, pero no elevada. El error porcentual resultante de esta desviación es:

Hay casi una desviación del 1%. Tomando el valor de 9.50 cm3 y masa de 2 gramos, la concentración de NaOH debería haber sido de 0.103 mol, pero el valor que obtuve por la desviación excesiva me dio 0.0937 mol. El porcentaje de error que ha resultado en:

El 9,03% es, con diferencia, un error significativo que ha resultado de un pequeño error en el volumen. Otro error fue causado por la desviación en la masa de KHP. La cantidad que se esperaba tomar era 2,00 gramos, pero la cantidad experimental fue 1,99 gramos. Sin embargo, esto, siendo sólo 0,01 gramos del valor esperado, sólo podría haber constituido una porción muy pequeña del error. Esto significa que debido a un error sistemático, mi precisión ha caído un 9,03%, lo que, aunque no es alto, es una gran desviación de inexactitud.

La desviación en el volumen, sin embargo, no es el único indicador de errores sistemáticos notables. Los volúmenes de NaOH consumidos muestran fluctuaciones importantes. Por ejemplo, en la prueba 1, utilicé 11,0 cm3 de NaOH, que son 1,50 cm3 de 9,50 cm3, y en mi prueba preliminar, el volumen utilizado fue 9,9 cm3 y en la prueba 2, la cantidad consumida fue 10,4 cm3. La diferencia entre estos conjuntos de datos indica que el error sistemático de permitir que la solución KHP se volviera demasiado pálida resultó en fluctuaciones extrañas. Estas fluctuaciones provocaron el error del 0,95%.

El porcentaje de incertidumbre calculado de la concentración de NaOH fue del 2,57%, lo que indica que el nivel de precisión, aunque no bajo, podría haber sido mejor. El % de incertidumbre esperado que se esperaba fue del 0,500% y la incertidumbre que obtuve fue del 0,503%. Asimismo, el % de incertidumbre del volumen de NaOH fue de ±1,05%, tomando el valor de 9,50 cm3. Por lo tanto, debido a fallas en los valores de los datos brutos tomados de errores sistemáticos, también ha habido una desviación en la incertidumbre, lo que indica el impacto de fallas metódicas. La incertidumbre del 2,57% indica que mis valores eran precisos hasta dentro de ±2,57%.

En general, los datos obtenidos, aunque no son completamente inexactos, no son tan precisos como podrían haber sido. Estos errores eran evitables.

DebilidadImpactoMejoraPermitir que la solución de KHP se vuelva demasiado rosada.Debido al exceso de NaOH, hubo problemas de precisión en el cálculo de la concentración. Cuando la solución comienza a volverse rosa oscuro abruptamente, reduzca inmediatamente la velocidad de flujo de NaOH de la bureta y, cuando ya no se pueda eliminar el color rosa, cierre fuera del suministro. De esta forma evitamos que se añada exceso de NaOH.Inexactitud en la masa de KHP.Tomar 1,99 gramos como se suponía en lugar de 2,00 gramos habría resultado en una inexactitud de la titulación porque el porcentaje de incertidumbre fue mayor cuando tomé 1,99 gramos. Mida KHP con precisión.Permitir que el KHP fluya a lo largo de las paredes internas del matraz cónico.Esto habría dado lugar a imprecisiones. Es posible que el NaOH no haya reaccionado con la cantidad exacta de KHP esperada. Asegúrese de que el matraz cónico esté directamente debajo de la pipeta, sin contacto con las paredes internas, para obtener una medida más precisa del volumen.