Curvas de titulacion

Introducción

El análisis volumétrico consiste en la determinación del volumen de una disolución conocida (disolución patrón de valorante) que reacciona con otra disolución de la sustancia a analizar (analito). El análisis volumétrico se puede realizar con numerosas reacciones químicas, que se pueden agrupar en varios tipos principales: reacciones de neutralización (o ácido-base, como la que nos ocupa), de oxidación-reducción, de precipitación y de formación de complejos (ver práctica 2). El método de valoración se basa en la adición de una cantidad de disolución patrón que sea estequiométricamente equivalente a la sustancia objeto de la determinación, con la cual reacciona: esta condición se alcanza en el punto de equivalencia. Por ejemplo, en el caso genérico aX + bY ↔ cZ, cada mol de analito X en la disolución reaccionará con b/a moles del valorante Y. El punto final en la valoración corresponde a la variación de alguna propiedad física del sistema que se utiliza para detectar el término de la valoración. Entre las propiedades más habituales de punto final se encuentran el seguimiento del pH de la disolución con un pH-metro, el cambio de color debido al exceso de algún reactivo o a algún indicador (detectable bien a simple vista o con un espectrofotómetro), el enturbiamiento de la disolución por la formación de una fase insoluble (y consecuente aumento de la dispersión de luz, por ejemplo) o cambios en la conductividad eléctrica de la disolución.

Valoración ácido-base

Cuando se desea determinar la concentración de un ácido o una base en una disolución, éstos se hacen reaccionar con una base o un ácido patrón, respectivamente, cuya concentración es conocida con precisión (es decir, con una incertidumbre menor al error asociado al método de valoración). En el punto de equivalencia se produce un cambio brusco del pH, que se puede determinar empleando un indicador, o bien un pH-metro, como se explica abajo en más detalle. Cuando la reacción se produce entre un ácido o una base fuertes, el pH correspondiente al punto de equivalencia será 7. Si un ácido débil se valora con una base fuerte, el pH del punto de equivalencia es mayor que 7 (hidrólisis del anión conjugado del ácido, que actuará como una base débil, aunque tanto más fuerte cuanto más débil sea el ácido). Por el contrario, si una base débil se valora con un ácido fuerte, el pH del punto de equivalencia es menor que 7 (hidrólisis del catión conjugado de la base, que actuará como un ácido débil, aunque tanto más fuerte cuanto más débil sea la base. En el apéndice de éste guión aparecen resumidas las principales expresiones para el cálculo del pH en disoluciones de ácidos y bases fuertes y débiles, así como a lo largo de una valoración típica. El apéndice incluye, en particular, el caso de ácidos y bases dipróticos.

Determinación del punto final con un indicador

Un indicador ácido-base es, en general, un ácido débil o una base débil que presenta colores diferentes en su forma disociada y sin disociar. Los indicadores tienen un carácter más débil como ácido o como base que aquéllos que intervienen en la valoración, de modo que no reaccionan eficientemente con el agente valorante ni con el analito valorado hasta que el proceso de neutralización ha concluido. Una vez que se alcanza el punto de equivalencia, el indicador reacciona con el valorante en exceso alterando alguna propiedad física, en general el color, de la disolución. El punto final de la valoración debe ser el primer cambio neto de color detectable que permanezca durante al menos unos 30 segundos. Es posible determinar la diferencia entre el punto final y el punto de equivalencia mediante la valoración de un blanco, es decir la determinación del volumen de valorante que se debe añadir a una disolución acuosa

...