QUIMICA ANALITICA

ANALISIS VOLUMETRICO

DEFINICIÓN

Las valoraciones incluyen un numeroso grupo de procedimientos cuantitativos basados en la medida de la cantidad de un reactivo de concentración conocida, que es consumida por el analito. De acuerdo con la clasificación general de los métodos de análisis (clásicos, instrumentales y de separación) podemos hablar de valoraciones volumétricas y gravimétricas, técnicas a las que generalmente nos referimos con el nombre de volumetrías y gravimetrías, respectivamente.

- En las valoraciones volumétricas se mide el volumen de una disolución de concentración conocida necesario para reaccionar completamente con el analito.

- Las valoraciones gravimétricas se diferencian de las anteriores en que se mide la masa de reactivo en vez de volumen.

Por tanto, un análisis volumétrico es todo aquel procedimiento basado en la medida de volumen de reactivo necesario para reaccionar con el analito. De este modo, al medir de forma exacta el volumen de reactivo, de concentración perfectamente conocida, necesario para reaccionar completamente con el analito, podremos calcular su concentración en la muestra. En lo sucesivo a lo largo de este tema y los siguientes dedicados a análisis volumétrico, nos referiremos al mismo con los términos volumetría y/o valoración, aún teniendo claro la diferencia entre ambos.

En un montaje típico empleado para llevar a cabo una volumetría la disolución de analito se encuentra en un vaso de precipitados o en un matraz Erlenmeyer y la disolución del reactivo en la bureta. El medio de valoración debe ser agitado de forma continua para favorecer el contacto entre las especies reaccionantes, pudiendo agitarse de forma manual, por medio de una varilla, o automática, a través de un agitador magnético.

Titulación

Es el proceso por el cual se determina la cantidad de un analito en una solución basándose en una cantidad de un reactivo estándar que este consume.

Valoración

Es una técnica analítica para determinar cual es la cantidad de sustancia presente en una muestra de agua por adición de otra sustancia y midiendo que cantidad de esa sustancia debe ser añadida para producir la reacción. En la práctica no existe diferencia entre ambos términos. Ambos términos se usan para indicar la determinación cuantitativa de un elemento o grupo de elementos (o compuestos) por métodos volumétricos. Estrictamente, sólo valoración tendría ese significado, pues consistiría en "valorar" (determinar el valor) de una especie química en una sustancia problema. En tanto que titulación significaría "determinar el título", esto es, cuánto de una solución patrón de volumetría equivale exactamente a una unidad de cantidad de la sustancia problema.

Indicador

En química, un indicador es una sustancia que siendo ácidos o bases débiles al añadirse a una muestra sobre la que se desea realizar el análisis, se produce un cambio químico que es apreciable. Este cambio en el indicador se produce debido a que durante el análisis se lleva a cabo un cambio en las condiciones de la muestra e indica el punto final de la valoración. El funcionamiento y la razón de este cambio varía mucho según el tipo de valoración y el indicador. Los indicadores más usados son los indicadores de pH como por ejemplo, el rojo de metilo, fenolftaleina, etc.

Indicador Color en medio ácido Rango de cambio de color Color en medio básico

Violeta de metilo Amarillo 0.0 - 1.6 Violeta

Azul de bromofenol Amarillo 3.0 - 4.6 Azul

Naranja de metilo Rojo 3.1 - 4.4 Amarillo

Rojo de metilo Rojo 4.4 - 6.2 Amarillo

Tornasol Rojo 5.0 - 8.0 Azul

Azul de bromotimol Amarillo 6.0 - 7.6 Azul

Fenolftaleína Incolora 8.3 - 10.0 Rosa

Amarillo de alizarina Amarillo 10.1 - 12.0 Rojo

Punto de equivalencia o punto estequiométrico

Se produce durante una valoración química cuando la cantidad de sustancia valorante agregada es equivalente estequiométricamente a la cantidad presente del analito o sustancia a analizar en la muestra, es decir reacciona exactamente con ella. En algunos casos, existen múltiples puntos de equivalencia que son múltiplos del primer punto de equivalencia, como sucede en la valoración de un ácido diprótico.

Punto final

Similar, pero no idéntico que el punto de equivalencia, se refiere al punto en que el indicador cambia de color en una valoración de colorimetría.

Detección del punto final.

Se exponen a continuación los métodos más comúnmente usados para detectar cuando se ha consumido todo el analito en una volumetría:

Como ejemplo de vía instrumental podemos destacar la detección de un cambio brusco de potencial o de intensidad de corriente en las inmediaciones del punto de equivalencia. La monitorización de la absorción de radiación electromagnética es otro ejemplo de vía instrumental para la detección del punto final de una volumetría. Tal es el caso de la valoración de la proteína transportadora de hierro llamada transferrina con hierro como valorante. La transferrina sin hierro se llama apotransferrina y es incolora. Cada molécula de apotransferrina se une a dos iones de Fe(III), siendo el producto de esta reacción de color rojo, con un máximo de absorbancia a 465 nm. Dado que la absorbancia es proporcional a la concentración de hierro unido a la proteína, es posible seguir el curso de la valoración de una cantidad desconocida de apotransferrina con una disolución estándar de Fe(III).

Los turbidímetros, monitores de temperatura, refractómetros, medidores de corriente y de conductividad son otros instrumentos que también se emplean para detectar el punto final de una valoración.

Con diferencia, la forma más común de observar el punto final de una volumetría es agregar un indicador químico a la disolución de analito para producir un cambio físico observable cerca del punto de equivalencia. Entre los cambios típicos de los indicadores se incluyen la aparición o desaparición de color, cambio de color, o aparición o desaparición de turbidez.

Los indicadores pueden clasificarse de acuerdo al tipo de reacción química de valoración en la que se empleen; sin embargo, es necesario considerar que existe gran número de indicadores cuyos cambios de color pueden ser provocados por varias causas, por ejemplo existen indicadores que cambian de color por variación del pH, pero también lo pueden hacer sufriendo reacciones de oxidación-reducción, lo que significa que estas especies pueden emplearse tanto como indicadores ácido-base como también como indicadores redox.

Una curva de valoración es una representación

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