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Departamento de Ingeniería Química LABORATORIO 6 : HIDRÓLISIS DE SALES
1. OBJETIVOS
- Preparar soluciones acuosas de sales y analizar la posibilidad de que ocurra una hidrólisis.
- Estudiar los factores que modifican el equilibrio de hidrólisis y su influencia sobre el mismo. 2. INTRODUCCIÓN El equilibrio químico ocurre no solo en gases, sino también en soluciones acuosas y, en especial, en soluciones de ácidos y bases débiles. Definimos soluciones ácidas y básicas a las que tienen un pH menor o mayor que 7, respectivamente. El valor de pH= corresponde al agua pura y a una solución neutra. El valor de pH alcanzado depende de la fuerza de un ácido o de una base. Se entiende por fuerza al grado de ionización de una solución. Por ejemplo, asumiendo que un ácido y una base se disuelven en agua, tenemos las siguientes reacciones: Mientras más alto sea el valor de K, la fuerza del ácido será mayor. En el caso extremo, cuando K tiende a infinito, la disolución es completa y el ácido o base involucrados son llamados fuertes. Dentro de los ácidos fuertes están HCl, HBr, HNO 3 , H 2 SO 4 y HClO 4.
Departamento de Ingeniería Química 4 (ac) Dentro de las bases fuertes están NaOH, LiOH y KOH. Valores de K cercanos o menores a 1 indican que el ácido o base son débiles. La mezcla de un ácido y una base produce una sal y agua. Cuando pensamos en la sal común, cloruro de sodio, se tiene que su formación viene dada por: NaOH(ac) + HCl(ac) → NaCl(s) + H 2 O(l) Cuando se disuelve una sal, lo primero que ocurre es la disociación en sí, que viene dada, en forma general, por la completa ionización: AB(s) + H 2 O(l) → A(ac) + B(ac) En el caso del cloruro de sodio, los iones Na+^ y Cl-^ se solvatan, lo que significa que cada ion se rodea de agua, formando interacciones ion-dipolo que estabilicen la solución. Debido a que no hay reacciones adicionales, esta solución es neutra y su pH es 7. Sin embargo, esto solo ocurre en sales formadas a partir de ácidos y bases fuertes, que es elcaso del cloruro de sodio (originado a partir de NaOH y HCl). Cuando una sal es formada a partir de un ácido fuerte y de una base débil, por ejemplo, en el caso del cloruro de amonio, la disociación ocurre, como es de esperar, de manera completa: Sin embargo, en este caso existe un ión que puede reaccionar con el agua, el ión amonio (NH +). Al provenir de una base débil, este ion puede entrar en equilibrio con el agua: Con lo cual forma una solución ácida. En este caso se define una constante de hidrólisis, KH, cuyo valor viene dado por KH= KW/KB, donde KH, KW y KB son, respectivamente, la constante de hidrólisis, la constante de ionización del agua y la constante de disociación del ácido débil que origina la sal (en el ejemplo, amoniaco). De una manera similar, una sal que proviene de un ácido débil y una base fuerte generará una solución que produce, durante la hidrólisis, OH-^. Entonces, este tipo de sales generará una solución básica. En el presente laboratorio se preparan soluciones a partir de diferentes sales, su pH será medido y comparado al valor obtenido teóricamente.
Departamento de Ingeniería Química Tubos pH (Usando papel indicador) pH teórico b) Influencia de la temperatura sobre la hidrólisis ● En tres tubos de ensayo colocar 4 mL de la solución 0,1 M de FeCl 3 recién preparados y calentar durante 5 minutos a 30, 60 y 100ºC, respectivamente. Observar los cambios. ● Escriba la reacción de hidrólisis y deduzca si la reacción genera una solución ácida o básica, puede usar papel indicador para su comprobación. Muestras Temperatura Observaciones
6. CUESTIONARIO (INFORME) Estos problemas deben resolverse durante el trabajo práctico en la medida que el trabajo experimental lo permita.
- Indique el/los procesos que tiene lugar en una solución de NaAc. ¿Qué especies están presentes en la solución?
- ¿Por qué las soluciones de KCN se preparan en medio alcalino?
- Escriba el equilibrio que tiene lugar en una solución de KNO 2. Indique y justifique qué ocurrirá con el equilibrio, con la constante y con el pH cuando: a) se agrega agua b) se agrega KOH c) se agrega HCl d) se agrega más sal e) se enfría el sistema
- ¿Cómo justifica la diferencia de pH entre una solución de Na 2 CO 3 y una de NaHCO 3?
