Valoraciones

Práctico

Nº7

Valoración

Ácido - Base

Valoración Ácido – Base:

Marco teórico:

Valoración:

Las valoraciones son ampliamente utilizadas en química analítica para la determinación de ácidos, bases, oxidantes, reductores, iones metálicos, proteínas y muchas otras especies. Las valoraciones o titulaciones se basan en una reacción entre el analito y un reactivo patrón, conocido como valorante. La reacción tiene una estequiometria conocida y reproducible. En una valoración, se determina el volumen o masa del valorante necesario para reaccionar esencialmente de manera completa con el analito y se emplea dicho volumen para obtener la cantidad de analito. En la figura a la derecha se muestra una valoración volumétrica, en la cual la disolución patrón se añade desde una bureta y la reacción transcurre en un matraz Erlenmeyer. En algunas valoraciones, el punto de equivalencia química, denominado experimentalmente punto final, se detecta por el cambio de color de un indicador o un cambio en la respuesta de un instrumento (en nuestro caso el pH metro)

Puntos de equivalencia y puntos finales:

El punto de equivalencia de una valoración es un punto teórico que se alcanza cuando la cantidad de valorante añadido es químicamente equivalente a la cantidad de analito en la muestra. Por ejemplo, el punto de equivalencia en la valoración del cloruro de sodio con nitrato de plata ocurre después de añadir exactamente 1 mol del ion plata por cada mol de ion cloruro en la muestra. Se llega al punto de equivalencia en la valoración de ácido sulfúrico con hidróxido de sodio tras introducir 2 moles de hidróxido por cada mol del ácido.

Resulta imposible determinar experimentalmente el punto de equivalencia de una valoración. En su lugar, únicamente se puede estimar su posición al observar el cambio físico relacionado con la condición de equivalencia. Este cambio se llama punto final de la valoración. Se debe hacer todo lo posible para asegurar que cualquier diferencia de volumen o masa entre el punto de equivalencia y el punto final sea pequeña. Sin embargo, tales diferencias existen como consecuencia de las limitaciones en los cambios físicos y en nuestra capacidad para observarlos. La diferencia de volumen o masa entre el punto de equivalencia y el punto final es el error de valoración.

Es muy común agregar indicadores a la disolución del analito para producir un cambio físico observable (punto final) en el punto de equivalencia o cerca de él. Los cambios de gran magnitud en la concentración relativa del analito o del valorante ocurren en la región del punto de equivalencia. Estos cambios de concentración hacen que se modifique el aspecto del indicador. (En nuestro caso no utilizaremos reactivo indicador ya que no nos interesa llegar al punto final de la valoración sino que seguiremos descargando para obtener puntos en nuestra gráfica que estén por encima del punto de equivalencia)

Hidrólisis:

Propiedades ácido-base de las disoluciones de sales:

Cuando las sales se disuelven en agua, se disocian totalmente; casi todas las sales son electrólitos fuertes. En consecuencia, las propiedades ácido- base de las soluciones de sales se deben al comportamiento de los cationes y aniones que las constituyen. Muchos iones reaccionan con el agua y generan H+(ac) u OH-(ac). A este tipo de reacción suele darse el nombre de hidrólisis. Se puede predecir cualitativamente el pH de una disolución acuosa de una sal considerando los iones de los que la sal se compone.

La hidrólisis es una reacción ácido – base que se produce al disolver determinadas sales en agua. La reacción tiene lugar entre uno de los iones de la sal y el agua, hay que tener en cuenta que se trata de una reacción de equilibrio. Sólo pueden sufrir hidrólisis los siguientes iones:

Los aniones, (carga negativa), procedentes de los ácidos débiles (Ka pequeñas).

Los cationes, (carga positiva), procedentes de las bases débiles (Kb pequeñas).

Cabe distinguir cuatro casos:

Sales de ácido fuerte y base fuerte.

Estas sales no se hidrolizan. Todas las sales se disocian completamente en sus iones (ya que son compuestos iónicos), pero en el caso de las sales de ácido fuerte y base fuerte, estos iones no reaccionan con el agua.

Sales de ácido fuerte y base débil.

En este caso, el anión no se hidrolizará ya que proviene de un ácido fuerte, pero si se hidrolizará el catión ya que proviene de una base débil. Darán lugar a soluciones acuosas ácidas puesto que el catión reacciona con el agua para dar protones H+.

Sales de ácido débil y base fuerte.

En este caso es el anión procedente del ácido el que reacciona con el agua hidrolizándose y dará lugar a disoluciones básicas porque el anión al reaccionar con el agua producirá aniones OH

Sales de ácido débil y base débil.

Tanto el anión como el catión se hidrolizan, por lo tanto, el carácter ácido o básico de la disolución resultante dependerá de cuál de las dos reacciones de hidrólisis tenga lugar con mayor extensión, si Ka y Kb son iguales en el punto equivalente el pH será neutro.

Si el anión se hidroliza más:

[OH- (ac)] eq > [H+ (ac)] eq  punto equivalente pH > 7

Si el catión se hidroliza más:

[H+ (ac)] eq >[OH- (ac)] eq  punto equivalente pH < 7

Ejemplo de hidrólisis ( ácido acético) :

Esta ecuación nos indica que la solución tendrá un exceso de iones hidroxilo y su pH será mayor que 7, también podemos ver que sufre hidrólisis el acetato que proviene de un ácido débil, mientras que el sodio que proviene de una base fuerte no sufre hidrólisis.

Patrón primario

Un patrón primario también llamado estándar primario es una sustancia utilizada en

química como referencia al momento de hacer una valoración o estandarización.

Usualmente son sólidos que cumplen con las siguientes características:

1. Tienen composición conocida. Es decir, se ha de conocer la estructura y

elementos que lo componen, lo cual servirá para hacer los cálculos

estequiométricos respectivos.

2. Deben tener elevada pureza. Para una correcta estandarización se debe utilizar

un patrón

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