Curvas De Titulación

10. Curvas de titulación ácido-base.
Titulación de un ácido fuerte y un ácido débil, con una base fuerte.

Objetivos

1.- Determinar la concentración de dos soluciones de distintos ácidos mediante curvas de titulación pHmétrica.

2.- Determinar el valor del pKa del par conjugado HAc/Ac- mediante una curva de titulación pHmétrica.

Introducción

CURVAS DE TITULACION

Al examinar una reacción para determinar si se puede utilizar para una titulación, es instructivo construir una curva de titulación. Para las titulaciones ácido-base, una curva de titulación consiste en graficar el pH (o el pOH) contra los mililitros de titulante. Estas curvas son muy útiles para juzgar la factibilidad de una titulación y para seleccionar el indicador adecuado. Examinaremos dos casos: la titulación de un ácido fuerte con una base fuerte y la titulación de un ácido débil con una base fuerte.

La concentración desconocida se determina por aplicación del principio de equivalencia:

Nº de equivales de ácido = nº de equivalentes de base

Para neutralizar la disolución de concentración desconocida se emplea otra de concentración desconocida que se añade lentamente con una bureta, con la que se mide en todo momento el volumen añadido. El punto de equivalencia es detectado por la presencia de un indicador ácido-base, que cambia (vira) de color al pasar el medio de ácido a base o viceversa.

Como los volúmenes manejados en las operaciones volumétricas son de orden de mililitro, se acostumbra a manejar miliequivalentes en lugar de equivalentes, es decir:

Nº de miliequivalentes = V (en ml) x N

En el punto de equivalencia se cumple que

Nº de miliequivalentes de ácido = nº de miliequivalentes de base

O expresado de otra forma:

Donde los volúmenes se miden en ml, y los subíndices indican ácido (a) y base (b)

Punto de equivalencia

La forma de la curva de valoración de permite identificar el punto de equivalencia (del griego equi, igual) de una valoración. Este punto es aquel en el que se han mezclado las mismas cantidades estequiométricas de equivalentes de ácidos y bases. El progreso de la valoración es medido con un pH-metro

En términos generales la valoración ácido base procede de la siguiente manera:

Al comenzar la valoración se toma nota del pH inicial y se añade un volumen de reactivo que sea más o menos a la mitad de los que se espera gastar. A medida que se acerca al punto de equivalencia las adicciones de reactivo se hacen iguales y más pequeñas, anotando el valor del pH en cada adicción.

Las parejas de valores “volumen/pH” se disponen en una tabla y se representan gráficamente. La localización del punto final viene dada por el mayor salto de pH después de determinada adicción de volumen desde la bureta.

El indicador de elección es aquel en cuyo punto de viraje coincida con el punto de equivalencia.

Las curvas de titulación representan el cambio de pH a medida que se añade la solución titulante, esta gráfica consta de 3 fases esencialmente: la 1 fase en la cual el pH no varía considerablemente con una adición de la solución titulante; la 2 fase es la más importante y representativa ya que al acercarse al punto de equivalencia el pH sufre grandes cambios con una mínima adición de solución titulante, esta fase permite determinar el pH en el punto de equivalencia; y la 3 fase se habla de un pH que depende de la concentración de la solución titulante en exceso.

Los métodos por titulación comprenden un grande grupo y poderoso de procedimientos cuantitativos que se basan en la medición de la cantidad de un reactivo de concentración conocida que se consume por el analito. En la titulación volumétrica se mide el volumen de una solución de concentración conocida que se necesita para reaccionar, tan completamente como sea posible con el analito. La titulación gravimétrica solo difiere de la anterior en que se mide la masa del reactivo en lugar del volumen. En la titulación coulombimetria, el reactivo que reacciona con el analito es una corriente eléctrica constante de magnitud conocida. En esta técnica se mide el tiempo requerido para completar la reacción electroquímica.

En el análisis volumétrico se utiliza una solución patrón (o titulante patrón) de concentración conocida. La titulación se lleva acabo añadiendo lentamente, de una bureta, una solución patrón a la solución con el analito hasta que la reacción sea completa.El volumen de reactivo requerido para completar la titulación se determina por la diferencia entre las lecturas inicial y final en la bureta.

En una titulación el punto de equivalencia se alcanza cuando la cantidad de titulante agregado es químicamente equivalente a la cantidad de analito presente en la muestra..Po ejemplo en al titulación de acido sulfúrico con hidróxido de sodio con nitrato de plata el punto de equivalencia se logra después de añadir 1 mol de iones plata por cada mol de iones cloruro en la muestra., Las titulaciones por retroceso se emplean con frecuencia cuando la velocidad de reacción entre el analito y el reactivo es lenta, o cuando la solución patrón no es estable.

PUNTOS DE EQUIVALENCIA Y PUNTOS FINALES

El punto de equivalencia de una titulación es el punto teórico que no puede determinarse experimentalmente. Lo único que podemos estimar es su posición observando un cambio físico asociado a la condición de equivalencia, A este cambio se le conoce como punto final de la titulación. Un punto final en una titulación es un cambio físico observable que ocurre cerca del punto de equivalencia. Los dos puntos finales mas empleados consisten en:

*Un cambio de color debido al reactivo, al analito o al indicador.

*Un cambio en el potencial de un electrodo que responde a la concentración del reactivo o del analito.q

Para poder comprender las bases teóricas de los puntos finales así como el origen de los errores de titulación, se desarrolla una curva de titulación para el sistema.

Esta curva de titulación consiste en una grafica en la que el volumen de reactivo se indica en el eje horizontal, y alguna función del analito o concentración del reactivo en el eje vertical.

Para las titulaciones acido-base, una curva de titulación consiste en graficar el PH (o el POH) contra los mililitros de titulante. Estas curvas son muy útiles para juzgar la factibilidad de una titulación y para seleccionar el indicador adecuado.

TITULACION ACIDO FUERTE-BASE FUERTE

Para realizar una curva de titulación teorica de una solución de un acido fuerte con una base fuerte se deben hacer 3 tipos de cálculos. Cada uno corresponde a una etapa distinta de la titulación.

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