Curvas De Valoración

INTRODUCCIÓN

Los diferentes ácidos y bases varían considerablemente en la extensión de su ionización o energía con que un protón puede ser cedido y aceptado por la base; es decir, varían estos cuerpos en su fuerza ácida o básica y, por tanto, en la extensión de su interacción. Es de suma importancia recordar los principios que rigen los equilibrios ácido-base con objeto de comprender que valoraciones ácido-base son realizables y de entender el porqué de las modificaciones del pH a lo largo de la valoración.

Además de ser especialmente importante conocer el pH de una disolución en el punto estequiométrico, pues este conocimiento permite elegir el indicador adecuado en la realización de la titulación de ácidos y bases.

DESARROLLO

UNA CURVA DE VALORACIÓN es un gráfico que permite seguir la variación de las concentraciones en la valoración de las reacciones químicas y electroquímicas.

Estas curvas hacen posible determinar si la reacción es más o menos cuantitativa y permiten examinar la posibilidad de las determinaciones, por una parte, y el estudio y control de las reacciones, por otra.

También permiten predecir la precisión de las determinaciones o de las separaciones. Hacen posible saber de antemano que magnitud se podrá seguir en el curso de la reacción, cómo variará esta magnitud y cómo se podrá observar el final de la reacción.

Al efectuar una titulación de un ácido con una base o viceversa, es de gran importancia tener en cuenta los cambios de concentración de H+ cerca del punto de viraje, para así elegir el indicador más apropiado, de acuerdo con los valores de pH entre los que tenga lugar su cambio de coloración.

En una reacción cuantitativa, si sea la reacción A+B□(↔) C+D correspondiente a la adición de B a la disolución A; se denomina punto de equivalencia de la reacción al momento en que se ha puesto en presencia de A la cantidad teóricamente correspondiente de B. Si la reacción fuera rigurosamente cuantitativa al llegar al punto de equivalencia no quedaría sustancia A libre; pero, en realidad, las reacciones con que se opera generalmente son incompletas y subsiste una cierta cantidad de A en el punto de equivalencia y aún después.

En general, cuanto más cuantitativa sea una reacción más fácil es de determinar con precisión su punto de equivalencia.

Para llevar a cabo las valoraciones correspondientes a las curvas de valoración de dice que una valoración es posible si el cambio observado que indica el final, tiene lugar por adición de un volumen de reactivo valorante que pueda medirse con un error, relativo al volumen total de reactivo utilizado, admisible para el propósito que se persigue.

Se pueden trazar curvas variadas. Son particularmente importantes dos tipos de curvas, que corresponden a determinaciones experimentales corrientes:

En abscisas se colocan las cantidades de reactivo añadidas. En ordenadas:

1. Una magnitud relacionada de forma directa con una o varias concentraciones de los cuerpos puestos en juego en la reacción (curvas lineales). Desde el punto de vista experimental, esto corresponde a medidas de densidad óptica, de conductancia, amperométricas, etc.

2. Una magnitud relacionada de forma directa con el logaritmo de una concentración o concentraciones (curvas logarítmicas). Esto corresponde a determinaciones de potencial de oxidoreducción, pH, etc.

En el presente trabajo nos enfocaremos en las segundas, de las cuales podemos identificar principalmente las siguientes:

Valoración de un ácido fuerte con una base fuerte

Encontrándose tanto el ácido como la base fuertemente ionizados, no se presentarán fenómenos hidrolíticos, por lo que es fácil relacionar el pH de la solución con el pH de viraje de los indicadores.

Cuando se titula una solución normal de un ácido fuerte con una solución normal de base fuerte, inicialmente la solución tiene pH=0; a medida que se va adicionando la base, ese valor va aumentando por disminución de [H+].

Para una mayor comprensión de estas, este tipo de neutralización se ilustra con la valoración del ácido clorhídrico con hdróxido sódico. La reacción es sencillamente

H^++〖OH〗^-→H_2 O

y a medida que la valoración progresa, va decreciendo la concentración de ión hidrogeno (aumentando el pH). Cerca del punto estequiométrico la variación del pH se hace más rápida y precisamente esta variación sirve de base para la detección del punto final de la valoración, el cual como ya se sabe es …

La variación del pH durante la valoración se representa mediante curvas en el que el pH va representado en función del volumen añadido de reactivo valorante. Los valores que va adoptando el pH pueden calcularse como se explica a continuación.

Ejemplo

50 mL de HCl 0.1M se valoran con NaOH 0.1M; calcular el pH en diversos momentos de la valoración.

Antes de añadir la base, también llamado INICIO, el pH corresponde al de una disolución 0.1 M de HCl. Desde un punto de vista práctico, puede admitirse que el HCl está completamente ionizado, por lo que [H+]=0.01 y pH= 1.

Cuando se hayan añadiso 10 mL de NaOH 0.1M, se habrán neutralizado una cantidad equivalente de HCl, quedando in neutralizar el ácido contenido en 40 L de la disolución original; el volumen total de la disolución en este momento es de 60 mL; de donde

[H+]=0.1×40/60=0.0667

∴ pH= -log⁡0.0667=1.18

De forma análoga cuando se hayan añadido 20 mL de NaOH:

[H+]=0.1×30/70=0.0427

∴ pH= -log⁡0.0427=1.37

De la misma forma pueden obtenerse otros alores cualesquiera de pH ANTES DEL PUNTO DE EQUIVALENCIA. Solamente cuando la concentración de ácido sin neutralizar es inferior a unas cinco veces la [H+] procedente del agua (cuando se han añadido en este caso 49.9995mL de NaOH, valor que esta fuera de precisión de la bureta) es preciso usar el cálculo exacto, siendo este valor de pH muy cercano al calculado aproximadamente.

EN EL PUNTO DE EQUIVALENCIA

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