CURVAS DE TITULACION ACIDO- BASE

CURVAS DE TITULACION ACIDO- BASE

La titulación ácido-base es un procedimiento analítico cuyo objetivo es determinar la concentración de un analito con propiedades ácidas o básicas, es un gráfico de pH en función del volumen de solución titulante, utilizando una disolución valorada de una base o ácido, mediante una reacción de neutralización para formar una sal y agua.

Las valoraciones ácido-base poseen las siguientes características

Se basan en una reacción volumétrica ácido-base.

El fundamento teórico de dicha reacción es la transferencia de protones entre el ácido y la base

El intervalo de viraje se caracteriza por un cambio brusco del pH.

Se necesita un indicador químico o un pHmetro para monitorizar la valoración.

Los casos más frecuentes en las valoraciones ácido-base son:

Valoración de ácido fuerte con base fuerte

Valoración de base fuerte con ácido fuerte

Valoración de ácido débil con base fuerte

Valoración de base débil con ácido fuerte

Las curvas de titulación son las representaciones gráficas de la variación del pH durante el transcurso de la valoración. Dichas curvas nos permiten:

Estudiar los diferentes casos de valoración (ácido fuerte vs. base fuerte; base fuerte vs.ácido fuerte; ácido débil vs. base fuerte; base débil vs. ácido fuerte).

Determinar las zonas tamponantes y el pKa.

Determinar el intervalo de viraje y el punto de equivalencia.

Permite determinar si una titulación dada es factible o no

Permite calcular los errores sistemáticos de una titulación

Seleccionar el indicador ácido-base más adecuado que minimicen los errores. (Barreno)

TITULACIÓN DE ÁCIDO FUERTE CONTRA BASE FUERTE

La reacción entre un ácido fuerte y una base fuerte es.

H3O+ + OH- ⎯⎯→ 2 H2O

Gobernada por la constante de equilibrio: Kw = [H3O+] [OH-] = 10-14

La curva de titulación que se obtiene cuando se agrega una base fuerte a un ácido fuerte tiene la forma general.

Se puede calcular el pH en diversas etapas de la titulación

1. pH inicial: El pH de la disolución antes de la adición de base está determinado por la concentración inicial del ácido fuerte. [H] = x M, y por tanto, pH =-log(x) = x.

2. Punto de equivalencia: En el punto de equivalencia ha reaccionado el mismo número de moles del ácido que de la base, y queda sólo una disolución de su sal.

3. Después del punto de equivalencia: El pH de la disolución después del punto de equivalencia está determinado por la concentración de NaOH en exceso presente en la disolución.

Ejemplo: Elabore una curva de titulación teórica para la titulación de 50.00 ml de HCl = 0,0500 M con NaOH 0,100M

Punto inicial

0,0500 M →H3O [H] = O,500 M, y por tanto, pH =-log(0,500) = 1.30

CHCl = (#mmoles inicales HCl* Vinicial HCl- #mmoles de NaOH añandidas*Vañadido NaOH)/(Vtotal solucion)

Así para un volumen de NaOH igual a 15 ml tenemos:

CHCl= = (0,0500mM* 50.00ml-0,100mM*15ml)/(50.00+15)ml =0,1538 = [H] pH =-log(0,1538) = 1.81

Punto de Equivalencia

[H3O+] = [OH-] [H3O+] = √Kw =√1x10-14 = 1x10-7

pH =-log(1x10-7) = 7

Después del punto de equivalencia ,cuando se han agregado 35ml de NaOH

CNaOH = (#mmoles de NaOHañadidas* VNaOHañadido- #mmoles de HCliniciales*VHCl inicial)/(Vtotal solucion)

CNaOH = (0,100mM* 35ml- 0,0500mM* 50.00mll)/(35ml+50.00ml) = 11.76x10-3 = [OH] pOH =-log(11.76x10-3) = 1.93

pH+ pOH = 14 pH = 14-pOH pH = 14-1.93= 12,07 (Bursten, 2004)

Tabla de datos de la curva de titulación Ácido fuerte y Base fuerte

50,00 ml de HCL O,500M con NaOH 0,100M

Kw = 1.00E-14 Vol. HCl/ml =50,00

CHCl INICIAL = 0,05 CNaOH = 0,100

Vol. NaOH/ ml [H2O] [OH] pOH pH

0,00 0,05 1,30

5,00 0,036 1,44

10,00 0,025 1,60

15,00 0,015 1,81

20,00 0,0071 2,15

25,00 0.0000001 7,00

30,00 0,0062 2,20 11,80

35,00 0,011 1,93 12,07

40,00 0,016 1,78 12,22

45,00 0,021 1,68 12,32

50,00 0,025 1,60 12,40

pH Vol. NaOH/ ml

1.30 0,00

1,44 5,00

1,60 10,00

1,81 15,00

2,15 20,00

7,00 25,00

11,80 30,00

12,07 35,00

12,22 40,00

12,32 45,00

12,40 50,00

TITULACIÓN DE UN ÁCIDO DÉBIL CON UNA BASE FUERTE

1.- En el punto inicial de la valoración, cuando todavía no se ha añadido reactivo valorante, el pH se calcula como el de un ácido débil.

3.- En el punto de equivalencia, la disolución contiene sólo la base conjugada del ácido débil.

2.- Tras añadir valorante, sin alcanzar el punto de equivalencia, la disolución consiste en una serie de tampones.

4.- Tras el punto de equivalencia, el exceso de base fuerte determina el pH del medio.

Titulación ácido débil-base fuerte

Ejemplo

Se titulan 50,0 ml de una solución de un ácido débil HB 0,100 N con NaOH 0,100 N. Calcular el pH al principio de la titulación y después de agregar 10,0; 50,0 y 60,0 ml de titulante.

1.- pH inicial. Antes de titular ------ no se añadió titulante

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