Volumetria ÁCIDO-BASE

VOLUMETRÍAS
En las VOLUMETRÍAS se incluye un grupo de métodos analíticos que se basan en la
medida del volumen de una disolución de concentración conocida como solución
Valorante. Esta solución debe sr preparada a partir de un patrón u otro reactivo, en cuyo
caso debe ser normalizada previamente. La cantidad de solución usada en esta técnica es
proporcional a la cantidad del Analito que va a reaccionar.
Esta técnica se basa en una reacción química (REACCIÓN DE VALORACIÓN): A partir de la
cantidad (VOLUMEN) de valorante necesaria para completar la reacción se puede calcular
la cantidad de analito presente.
Analito + Valorante = producto
Las reacciones de valoración más habituales son:
- Ácido-base (Ej: determinación de HCl con NaOH)
- Oxidación-reducción (Ej: determinación de NaC2O4 con KMnO4)
- Precipitación (Ej: Método de Mohr )
- Formación de complejos (Ej: determinación de la dureza del agua)
En Volumetría, se añade lentamente la disolución valorante (patrón) desde una bureta a
una disolución de analito, situada en el erlenmeyer, hasta que se completa la reacción
entre los dos.
Modo de operación.
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Si la muestra es solida, la cantidad de muestra a pesar es aproximadamente 0.1 g (
se pesa en la balanza analítica una cantidad exactamente conocida y se coloca en
un matraz erlenmeyer y se disuelve con 25 ml agua).
Si la muestra es liquida, la cantidad de muestra es 10 ml y 15 ml de agua, ambas se
añaden a un matraz erlenmeyer y se mezclan.
Añadir de 3 a 5 gotas del indicador el indicador a la solución problema.
Añadir a la bureta la solución valorante, agrega un exceso de 5 ml y se purga la
bureta abriendo la llave hasta lograr el volumen exacto (por ejemplo 50 ml).
Colocar un papel blanco bajo el erlenmeyer que contiene la muestra para ver
mejor el cambio de color (ver preparación de la muestra).
La muestra en el matraz se valora con la disolución patrón (solución en la bureta).
Las valoraciones se hacen por duplicado y los volúmenes obtenidos deben ser
reproducibles.
¿Cuándo finaliza la reacción?
La reacción finaliza cuando la cantidad de valorante añadida es exactamente la cantidad
necesaria para que se complete estequiométricamente la reacción con el analito.
Entonces decimos que se ha alcanzado el PUNTO DE EQUIVALENCIA. El volumen
necesario para alcanzar el punto de equivalencia (volumen necesario para completar la
reacción) se llama VOLUMEN DE EQUIVALENCIA.
En el punto de equivalencia: V1C1 (sln valorante) = V2C2 (muestra problema)
Y lo que no conocemos es V2.
Por ejemplo si el punto de equivalencia se alcanza consumiendo 10 mL de NaOH 0.1 M,
cuando se uso 20 ml de muestra problema.
Despejamos C2, C2 = V1C1/V2 , C2=(10 ml)(0.1M)/(20ml) C2 = (10 ml)(0.1M)/(20ml)= 0.05 M
A partir de la concentración podemos calcular el número de moles. Es decir el numero de
moles del acido (HCl) es : n= M*L , n=0.05*0.02 , n= 0.001
De tal forma que en el punto de equivalencia se tiene la siguiente relación.
i).
r).
f).
NaOH
+
0.001 mol
-0.001 mol
0
HCl

0.001 mol
-0.001 mol
0
NaCl
0.001
0.001
+
H2O
0.001
0.001  pH = 7.0
El numero de moles de NaOH al igual que el de HCl es también 0.001 {ese número se
obtiene de multiplicar (0.01L)(0.1M)}. Cuando la relación molar es 1:1 (1 mol NaOH + 1
mol HCl), el numero de moles de ambas especies es el mismo. Si el acido a valorar fuera
H2SO4 por ejemplo, la relación molar es: 2 mol NaOH por 1 mol H2SO4.
El PUNTO DE EQUIVALENCIA es un punto teórico difícil de determinar. En la práctica
estimamos donde está el punto de equivalencia al observar un cambio físico provocado
por la desaparición del analito o aparición de exceso de valorante. A este punto se le
llama PUNTO FINAL. El cambio físico que observamos en el punto final suele ser un
cambio de color, aparición o desaparición de turbidez, etc… y nos lo proporciona
el INDICADOR.
ACIDO-BASE (video)
Este método, ampliamente utilizado, se encuentra basado en una reacción ácido-base,
también llamada, reacción de neutralización, donde interactúan el analito, o sustancia de
la cual no conocemos su concentración, y la sustancia conocida llamada, valorante.
Es frecuente el uso de indicadores de ácido-base en las volumetrías, pues a veces es útil
ver el cambio de color que se puede llegar a producir, para conocer el punto final del
proceso, así como también se usa un pH-metro (ver video).
Existen dos clases de volumetrías, o de valoraciones ácido-base, clasificables en dos
grupos:

Alcalimetrías: Determina la concentración de la base, que ha sido empleada con
un ácido fuerte del cual conocemos su concentración (sustancia valorante), siendo éste
casi siempre, el ácido clorhídrico, HCl, o ácido sulfúrico H2SO4. Ejemplo d valoración de un
acido débil con una base fuerte (ver video).

Acidimetrías: Se utiliza para conocer la concentración de un ácido con una base
fuerte, del cual conocemos la concentración (valorante), como por ejemplo, el hidróxido
de sodio, NaOH (ver video 1 o video 2).
En la volumetría ACIDO-BASE, también es frecuente la realización y utilización de las
conocidas como, curvas de valoración. Al presentar el pH que es medido a través de un
electrodo, en función del volumen que ha sido introducido de la sustancia conocida, se
consigue una curva de valoración, también conocida, como curva de titulación. En ellas,
se ve claramente el cambio de pH para un determinado volumen, conociéndose al punto
de inflexión de la curva, como punto de equivalencia, donde se indica el volumen de la
sustancia valorante que ha sido consumido para poder reaccionar con el analito en
cuestión. En el ejemplo que se ilustra el analito es un acido y el valorante una base.