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Titulación de una base débil con un ácido fuerte (continuación)

Calcular el pH para la titulación de una base débil, amoniaco, con un ácido fuerte, HCl; al punto de equivalencia y más allá del punto de aquivalencia. Creado por Jay.

Transcripción del video

en el vídeo anterior vimos la curva de valoración para la titulación de una base débil con un ácido fuerte y encontramos el ph en dos puntos de la curva el primero antes de agregar el ácido que sería este punto y corresponde al inciso a y en el inciso p encontramos el ph después de agregar 20 mililitros del ácido que corresponde a este punto ahora en el inciso c nuestro objetivo es encontrar el ph después de agregar 40 mililitros de nuestra solución 0.1 molar de hcl entonces cuántos moles te has ido agregamos bueno la concentración de hcl es 0.1 molar y como la polaridad es igual a moles / litros queremos conocer los moles y agregamos 40 ml que al mover el punto decimal uno dos tres lugares es igual a 0.04 litros agregamos 0.04 litros entonces simplemente multiplicamos 0.1 por 0.04 y eso es igual a 0.00 4 agregamos 0.004 moles de hcl que lo podemos ver como h más y cl - así que tenemos 0.004 moles de h más que al estar en solución podemos decir que h más yo h - forman el guión y tronío h 3 o más así que tenemos 0.004 moles de h 3 o más con cuántos moles de amoniaco empezamos bueno la concentración era 0.1 molar la concentración de amoniaco al inicio era 0.1 molar que es igual a moles / litros empezamos con 40 mililitros de amoniaco es decir 0.04 litros así que para calcular los moles simplemente multiplicamos 0.04 por 0.1 y eso es igual a 0.004 moles de amoniaco nh3 entonces el ácido que agregamos en la titulación reaccionará con la base que teníamos al inicio escribamos la reacción de neutralización una forma sería nh3 + h 3 o más el h 3 o más dona un protón al amoniaco y se forma n h 4 más y como el h 3 o más pierde un protón nos queda h2o esta es una forma de escribir la reacción otra forma podría ser nh3 + hcl donde el hc l dona un protón al nh 3 y se forma nh 4 más y como el hc el dona su protón nos queda cl - el a nyon cloruro muy bien ahora agregamos 0.004 moles del ácido 0.004 y también empezamos con 0.00 4 moles de la base 0.004 observen que la relación molar es 1 aun así que hemos agregado suficiente ácido para que reaccione completamente con la base entonces esto representa el punto de equivalencia este es el punto de equivalencia de la titulación todo el ácido reaccionará y por lo tanto neutraliza a toda la base perdemos todos los 0.004 moles de nh 3 y como el amoniaco se transforma en amonio nh4 más si empezamos con cero moles de nh 4 más lo que perdemos de amoniaco es lo que ganamos de amonio así que ganamos 0.004 moles de nh 4 más y después de agregar el ácido nos quedan 0.004 moles de nh 4 más así que tenemos amonio presente en el punto de equivalencia y cuál será su concentración bueno la concentración de amonio es amo les sobre litros tenemos 0.004 moles de nh cuatro más entre cuál es el volumen total bueno regresemos al problema empezamos con 40 mililitros y agregamos otros 40 40 más 40 es igual a 80 mililitros es decir 123 0.08 litros nuestro volumen total es 0.08 litros entonces 0.004 entre 0.08 es igual a 0.05 tenemos una concentración 0.05 molar de nh 4 más ahora el amonio es un ácido débil y puede reaccionar con el agua entonces sí h 4 más reacciones con el agua de la solución el amonio funciona como un ácido y dona un protón al agua con lo que obtenemos h 3 o más y drone y como le quitamos un protón al nh 4 más nos queda nh 3 amoníaco como el amonio reacciona con el agua eso afecta el ph observen que el nh 4 + reacciona con el agua pero el año en cloruro casi no reacciona así que no tenemos que preocuparnos por esto solamente el nh 4 más afecta el ph y nuestro objetivo es encontrar el ph entonces la concentración inicial de nh 4 más es 0.05 al inicio es 0.05 y nuevamente supongamos que no tenemos ningún producto en el cambio verde una cierta concentración de amonio que reacciona con el agua perdemos equis y eso que perdemos de amonio se transforma en amoniaco entonces si perdemos una concentración x de amonio la ganamos de amoniaco y por lo tanto también ganamos esa concentración de h 3 o más finalmente al equilibrio tenemos una concentración 0.05 x de nh cuatro más para el h 3 o más nos queda x y para el nh 3 también nos queda x ahora como el amonio funciona como un ácido es decir dona un protón al agua la expresión de equilibrio que vamos a escribir es acá acá a es igual a la concentración de los productos entre la de los reactivos así que tenemos la concentración de h3 más x por la concentración de nh 3 que también es x entre la concentración de nh 4 más que es 0.05 x ahora en el vídeo anterior calculamos el valor de caja para el amonio y encontramos que es igual a 5.6 por 10 a la menos 10 y esto es igual a equis cuadrada entre 0.05 menos x pero supongamos que x es una concentración muy pequeña y por lo tanto 0.05 menos x es aproximadamente igual a 0.05 usemos la calculadora tenemos 5.6 por 10 a la menos 10 0.05 y a esto le sacamos la raíz cuadrada x es igual a 5.3 por 10 a la menos 6 x es igual a 5.3 por 10 a la menos 6 recordemos que x representa la concentración de iones cidronio al equilibrio x es la concentración de iones sidronio finalmente calculemos el ph el ph es igual a menos el logaritmo de la concentración de iones hidronew es decir menos logaritmo de 5.3 por 10 a la menos 6 usemos la calculadora menos logaritmo de 5.3 por 10 a la menos 6 es igual a 5.28 h es igual a 5.28 observen que en el punto de equivalencia nuestra solución es ácida encontremos este punto en nuestra curva de titulación también llamada curva de valoración agregamos 40 mililitros de nuestro ácido y obtuvimos un ph de 5.28 este punto corresponde al inciso c y el ph es igual a 5.28 este es nuestro punto de equivalencia finalmente en el inciso d nuestro objetivo es encontrar el ph después de agregar 60 mililitros de nuestra solución 0.1 molar de hcl entonces cuántos moleste ha sido agregamos bueno sabemos que la concentración de hcl es 0.1 molar y esto es igual a moles / litros nosotros agregamos 60 mililitros es decir 0.06 litros entonces si multiplicamos 0.1 x 0.06 eso es igual a 0.00 6 agregamos 0.006 moles de hcl recuerden que hcl se compone de h + y cl - así que podemos decir que tenemos 0.006 moles de h + cual el protón al agua formamos h tres o más así que tenemos 0.006 moles del ácido ahora en el inciso c vimos que necesitamos 0.004 moles para que el amoniaco reaccione completamente así que en este punto perdemos 0.004 moles del ácido que reaccionan con el amoniaco y nos quedan 0.002 moles de ácido en la solución entonces para calcular el ph necesitamos conocer la nueva concentración de iones hidronew así que la concentración de iones hidronew es igual a los moles que en este caso nos quedaron 0.00 todos entre el volumen total que es igual a 40 mililitros más 60 mililitros es decir 100 y litros así que nuestro volumen total es igual a 0.1 litros 0.1 entonces 0.002 entre 0.1 la nueva concentración de iones hidronew es 0.02 molar finalmente calculemos el ph el ph es igual a menos el logaritmo de la concentración de iones hidronew es decir menos el logaritmo de 0.02 usemos la calculadora menos logaritmo de 0.02 es igual a 1.699 nuestro ph es igual a 1.699 que lo podemos redondear a 1.70 para que sea más fácil entonces tenemos un ph igual a 1.7 después de agregar 60 mililitros de nuestro al agregar 60 mililitros de ácido el ph es muy cercano a 1.7 así que hemos pasado el punto de equivalencia en nuestra curva de titulación