LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA TITULACIONES ÁCIDO – BASE

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FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y MATEMÁTICAS

LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA

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1. Título del Informe

TITULACIONES ÁCIDO – BASE

1. Objetivos:

1. Objetivo General:

• Estimar el punto equivalencia de la titulación de una solución con concentración desconocida para determinar su concentración normal.

1. Objetivos Específicos:

• Realizar titulaciones en tres diferentes sistemas acido-base para determinar el punto final de cada una de las diferentes titulaciones.
• Conocer los diferentes indicadores y su punto de viraje para reconocer el indicador óptimo que se emplea en cada titulación.
• Medir el pH del analito en los diferentes momentos de la titulación para tener anotar el pH en su punto de equivalencia.

1. Marco teórico:

Aquellos métodos por titulación comprenden un grupo considerablemente grande y poderoso de procedimientos cuantitativos que están basados en la medición de la cantidad de un reactivo el cual  se conozca su concentración y que esta sea consumida por el analito (solución a la cual se está sometiendo a análisis).

La titulación volumétrica se mide el volumen de una solución de concentración conocida el cual necesita para reaccionar completamente con el analito.

Las titulación de neutralización se dan entre la reacción de  ácido-base y estos sirven para la determinación de ácidos y bases tanto como naturales como sintéticos también de especies moleculares que son capaces de transformase en ácidos o bases mediante reacciones química.

Una solución patrón o también denominado titulante patrón es reactivo de concentración conocida el cual es utilizado en un análisis por el método de titulación. Estas soluciones tienen un lugar muy importante en los métodos de análisis por titulacion, lo cual no lleva a tener muy en cuenta las propiedades que deben presentar estas disoluciones, una solución patrón ideal deberá ser suficientemente estable para que solo sea necesario determinar una vez su concentración, debe reaccionar rápido con el analito para que se alcance el tiempo requerido entre las adiciones del reactivo, como ya mencionado antes, deberá reaccionar completamente con el analito para que se alcance satisfactoriamente el punto final y por ultimo deberá tener una reacción selectiva con el analito para que este pueda ser descrito por una ecuación simple balanceada.

Las soluciones patrón empleadas en titulaciones de neutralización son ácidos fuertes o bases fuertes, debido a que estos reaccionan completamente con el analito que las otras especies débiles. El procedimiento que se usa en la titulación se lo realiza añadiendo una solución patrón al analito hasta que esté de una completa reacción, el punto de equivalencia es el punto en donde una titulación en el que la cantidad de titulante patrón añadido equivale a la del analito.

El punto de equivalencia de una titulación es un valor teórico que no es posible determinar experimentalmente, por lo cual solo se lo puede estimar su posición observación algunos cambios físico que tengan alguna relación a la condición de equivalencia, esta estimación es denominada punto final de una titulación. Existe un término asociado a la diferencia de estos puntos y es denominado error de titulacion la cual es la diferencia de volumen (en el caso de un titulacion volumétrica) entre el punto de equivalencia y el punto final. El punto de equivalencia químico se señala con un indicador químico o con una medición instrumental, muchas sustancias naturales presentan colores que dependen del pH de las soluciones en que estas se encuentran.

Un indicador acido-base es un ácido o una base generalmente orgánicos débiles cuya forma no disociada tiene un color el cual se diferente a el color que tiene su forma conjugada. (Skoog,2001)

No todos los indicadores cambian de color al mismo pH así que se debe reconocer un  indicador eficaz, y esto dependerá de la naturaleza del ácido y base empleados (fuertes o débiles). Para que un ácido monopótico débil, el cual denominaremos HIn, sea un indicador eficaz este ácido y su base conjugada In deben tener colores muy diferentes. El ácido HIn se ioniza muy poco en disolución.

HIn  ↔ H+(ac)  + In-(ac)

Por ejemplo para un equilibrio se describe el comportamiento de un indicador de tipo acido de la siguiente manera.

HIn + H2O   ↔   In- + H3O-

Color acido          Color básico

Un ejemplo para un indicador de tipo básico es.

In + H2O        ↔       InH+ + OH-

Color básico               Color acido

        Para el caso del indicador tipo acido, si el indicador está en un medio suficientemente acido, el principio de Le chatelier puede predecir que este equilibrio es desplazado hacia la izquierda y predominara el color del indicador de forma no ionizada (HIn), en cambio sí se encuentra en un medio básico el equilibrio se desplazara hacia la derecha y predominara el color de la base conjugada (In-). (Chang,2010)

El rojo de metilo es un ejemplo de indicador que es utilizado para la titulación de Acido fuerte – Base débil debido el rango de viraje de este indicador coincide con el punto de equivalencia de esta reaccion, lo cual no ayuda a notar cuando lleguemos al punto final en la práctica, este indicador actúa desde un pH de 4,2 y 6,3 variando desde un color rojo (pH 4,2) a un amarillo (pH6,3), lo cual no permite observar, como ya antes mencionado, cuando la reaccion es completa. Otro indicador es la fenolftaleína, la cual tiene un punto de viraje entre pH=8,2 donde presenta un tono incoloro y en un pH=10 se torna de color magenta o rosado, este indicador y su rango de viraje coincide con el punto final de los sistemas Acido Fuerte- Base Fuerte y Acido Débil-Base Fuerte.  

El análisis volumétrico por valoración acido-base tiene como algunas de sus aplicación en la determinación de ácidos, como de mezclas de bicarbonatos y carbonatos, la determinación de hidróxidos con o sin presencia de carbonatos, la determinación de nitrógeno en compuestos orgánicos (método de kjeldahl), la valoración de la petroquímica o en la industria alimentaria la cual se usa para definirse las propiedades de aceites, grasas y substancias comerciales también en la valoración de biocombustible el cual se determina la acidez de una muestra de combustible de origen vegetal mediante la adicción de una base a la muestra mientras se comprueba su pH sea neutro.  (Harris,1982)

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