Volumetría ácido-base (parte II)

Repaso de titulaciones ácido-base Ácidos monopróticos Volumen de NaOH (mL) 10 20 30 40 pH 11.3 8.72 7 Ácido fuerte Ácido débil Ácido muy débil

Valoración de ácidos dipróticos AH2 Se presentan distintas situaciones de acuerdo al valor relativo de las constantes de acidez Ka1 y Ka2 AH2 + H2O AH- + H3O+ Ka1 AH- + H2O A2- + H3O+ Ka2

Valoración de ácidos dipróticos 1o deprotonación muy fuerte y Ka2 moderada Ej: H2SO4 (Ka2 = 10-2) Ka intermedias y separadas en magnitud Ej: H2SO3 (Ka1 = 10-2 Ka2 = 10-8) Ka intermedias y cercanas en magnitud Ej: ácido tartárico (Ka1 = 10-3 Ka2 = 4x10-5) 2da deprotonación muy débil Ej: H2CO3 (Ka1= 10-7 Ka2 = 10-11)

Valoración de H2SO4 Ka2 = 10-2 Volumen agregado: 0 mL x (0.1+x) Ka2 = Titulación de 20 mL de H2SO4 0.1 M con NaOH 0.1 M Volumen agregado: 0 mL H2SO4 H+ + SO4H- SO4H- SO42-+ H+ 0.1 M 0.1 M 0.1 M Ka2 = x (0.1+x) (0.1- x) 0.1-x x 0.1+x x = 0.008 [H+] = 0.108 pH = 0.96

Valoración de H2SO4 Volumen agregado: 10 mL pH = 1.5 H2SO4 H+ + SO4H- Ka2 = 10-2 H+ + OH- H2O 0.066 M 0.033 M 0.033 M [H+] = 0.033 M pH = 1.5

Valoración de H2SO4 Volumen agregado: 20 mL pH = 1.65 H+ + OH- H2O 0.05 M 0.05 M SO4H- SO42- + H+ [H+] = √ Ka2 Ci/2 pH = 1.65 No se detecta el primer PE

Valoración de H2SO4 Volumen agregado: 30 mL SO4H- + OH- SO42- + H2O 0.1 M x 20 mL CSO4H- = = 0.04 M 50 mL 0.1 M x 10 mL COH- = = 0.02 M 50 mL SO4H- + OH- SO42- + H2O 0.04 M 0.02 M 0.02 M 0.02 M pH = pKa2 = 2.0

Valoración de H2SO4 Volumen agregado: 40 mL SO4H- + OH- SO42- + H2O SO42-+H2O SO4H- + OH- [OH-] = √Kb 0.033 pH = 7.26 Se detecta el segundo PE

Valoración de H2SO4 Volumen agregado: 50 mL exceso de base (10 mL) [OH-] = COHVexc/VT [OH-] = 0.1x10/70 = 0.014 M pOH = 1.85 pH = 12.15

Valoración de H2SO4 pH F PE 7.26 H Volumen de NaOH (mL) 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50 60 Volumen de NaOH (mL)

Valoración de H2SO3 Ka1 = 10-2 Ka2 = 10-7 Titulación 20 mL H2SO3 0.1 M con NaOH 0.1 M Volumen agregado: 0 mL H2SO3 H+ + SO3H- [H+] = √ Ka1Ci pH = 1.5 Volumen agregado: 10 mL H2SO3 + OH- SO3H- + H2O 0.066 M 0.033 M pH = pKa1 = 2 0.033 M 0.033 M

Valoración de H2SO3 Volumen agregado: 20 mL 2 SO3H- SO32- + H2SO3 [H+] = √Ka1Ka2 pH = 4.5 Se detecta el primer PE Volumen agregado: 30 mL SO3H- + OH- SO32- + H2O pH = pKa2 pH = 7.0

Valoración de H2SO3 Volumen agregado: 40 mL SO32- + H2O SO3H- + OH- [OH-] = √ Kb Ci/3 pH = 9.76 Se detecta 2do PE Volumen agregado: 50 mL exceso de base (10 mL) [OH-] = COHVexc/VT pH = 12.15

Valoración de H2SO3 9.76 4.50 pH PE2 F PE1 H Volumen de NaOH (mL) 10 10 20 30 40 50 60 Volumen de NaOH (mL)

Valoración de H2CO3 Ka1 = 3x10-7 Ka2 = 6x10-11 Volumen agregado: 0 mL Titulación 20 mL de H2CO3 0.1 M con NaOH 0.1 M Volumen agregado: 0 mL H2CO3 H+ + CO3H- [H+] = √ Ka1 C pH = 3.76 Volumen agregado: 10 mL H2CO3+ OH- CO3H- + H2O pH = pKa1 pH = 6.52

Valoración de H2CO3 Volumen agregado: 20 mL 2 CO3H- CO32- + H2CO3 [H+] = √Ka1Ka2 pH = 8.37 Se detecta el primer PE Volumen agregado: 30 mL CO3H- + OH- CO32- + H2O pH = pKa2 pH = 10.22

Valoración de H2CO3 Volumen agregado: 40 mL CO32- + H2O CO3H- + OH- [OH-] =√ kb Ci/3 pH = 11.37 No se detecta el 2do PE Volumen agregado: 50 mL exceso de base (10 mL) [OH-] = COHVexc/VT pH = 12.15

Valoración de H2CO3 pH 8.37 Volumen de NaOH (mL) F PE1 12 4 10 20 30 10 20 30 40 50 60 Volumen de NaOH (mL)

Valoración de ácido tartárico Ka1 = 10-3 Ka2= 4x10-5 0 2.00 10 3.00 20 3.70 30 4.40 40 8.46 50 12.15 VOH pH 8.46 10 20 30 40 pH Volumen de NaOH (mL) PE2 50 60 F PE1 PE2

Valoración de ácidos tripróticos: H3PO4 Ka1 = 10-3 Ka2 = 10-7 Ka3 = 10-13 Titulación de 20 mL H3PO4 0.1 M con NaOH 0.1 M Volumen agregado: 0 mL H3PO4 [H+] = √ Ka1C pH = 1.61 Volumen agregado: 10 mL H3PO4/H2PO4- pKa1 = pH pH = 2.22

Valoración de ácidos tripróticos: H3PO4 Volumen agregado: 20 mL H2PO4- [H+] = √ Ka1Ka2 pH = 4.72 Volumen agregado: 30 mL H2PO4-/HPO42- pKa2 = pH pH = 7.22 Volumen agregado: 40 mL HPO42- [H+] = √Ka2Ka3 pH = 9.76

Valoración de ácidos tripróticos: H3PO4 Volumen agregado: 50 mL HPO42-/PO43- pKa3 = pH pH = 12.30 Volumen agregado: 60 mL PO43- [OH-] = √ Kb1C 20/80 pH = 12.35 Volumen agregado: 70 mL [OH-] y [PO43-] pH = 12.48

Valoración de ácidos tripróticos: H3PO4 10 20 30 40 pH Volumen de NaOH (mL) 50 60 70 9.76 2do PE 4.72 1er PE

Mezclas alcalinas Na(OH) Curvas de titulación de distintos álcalis pH PE pH vol HCl Na(OH) VF = x mL VH = 0

Mezclas alcalinas CO32- Curvas de titulación de distintos álcalis pH PE CO32- PE vol HCl VF = VH

Mezclas alcalinas CO3H- Curvas de titulación de distintos álcalis pH vol HCl PE CO3H- VF = 0 VH = 0

Mezclas alcalinas Na(OH)/CO32- PE pH vol HCl VF > VH

Mezclas alcalinas CO32-/CO3H- pH PE PE vol HCl VF < VH