Experimentos de titulaciones ácido-base

Escrito por paul dohrman | Traducido por gabriela alessandrello
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Experimentos de titulaciones ácido-base
Algunos ejemplos de soluciones. (Chemical Flasks image by Fotoskat from Fotolia.com)

En química, una titulación ácido-base es la combinación de una solución ácida con una solución básica hasta que una neutraliza completamente a la otra. La solución neutralizada es la de concentración desconocida. En este punto, la cantidad agregada para alcanzar la neutralización determina cuán básica o ácida era la solución de concentración desconocida. La solución de concentración conocida se llama "solución estándar" o "titulante". Las titulaciones ácido-base no son el único tipo de titulación, pero son las más comunes.

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Fundamentos del proceso

La solución estándar es lo contrario de la solución de concentración desconocida. Si una es un ácido, la otra es una base. Esto significa que el titulante "empuja" a la solución de concentración desconocida hacia un pH neutro, ni ácido ni básico. Al principio la solución estándar se agrega rápidamente. Cuando el colorante agregado a la solución de concentración desconocida (el "titulado") comienza a cambiar de color, esto indica que la solución de concentración desconocida está acercándose a un pH igual 7.0 (neutro), es decir, está siendo neutralizada. Se agrega entonces la solución estándar más lentamente. Cuando se está por alcanzar la neutralización, el titulante se agrega gota a gota. Esto hace que el experimento sea muy preciso al medir la concentración del titulado.

Indicadores

Los indicadores de una titulación ácido-base idealmente cambian de color cuando el titulado supera un pH de 7.0 (neutro). Generalmente, los indicadores usados no aciertan exactamente el valor 7.0, pero sí se acercan bastante. Por ejemplo, el tornasol es un buen indicador para una titulación ácido-base porque cambia de color a un pH de aproximadamente 6.5, bastante cerca, como se explica más adelante. Los indicadores reaccionan con la solución ensayada, por lo que se deben usar con moderación, solo unas pocas gotas, si es posible.

Punto de equivalencia

El "punto de equivalencia" se alcanza cuando el titulado ha sido completamente neutralizado. Unas pocas gotas del titulante cambiarían el pH significativamente. Esto es porque las concentraciones de hidronio (H30+) y de iones hidróxido (OH-) al pH neutro 7.0 son muy bajas, en términos técnicos, 10-7 molar (moles por litro) para ambos. Los ácidos y bases comunes tienen concentraciones de hidrógenos o hidróxidos mucho más altas que éstas y una o dos gotas de ácido o base las incrementarían en muchos órdenes de magnitud. Esto es extremadamente útil para el uso de los indicadores, ya que un indicador como el tornasol cambiará de color solo a una o dos gotas del punto de equilibrio.

Curva de titulación

Si se toman las lecturas de un peachímetro con cada adición de titulante, el pH del titulado se puede graficar en función del volumen o masa de titulante agregada. Según el argumento anterior sobre las concentraciones, la curva será muy pronunciada en el punto de equilibrio, haciendo que sea muy sencillo determinarlo gráficamente.

Reacciones

Algunas de las reacciones de neutralización que pueden ser realizadas como experimentos de titulación en el laboratorio son:

NaOH + HCl -> NaCl + H2O 2HCl + Ba(OH)2 -> BaCl2 + 2H2O HCl + NH3 -> NH4Cl

En las primeras dos reacciones las moléculas intercambian sus elementos y por eso se denominan "reacciones de desplazamiento". Las reacciones de neutralización no necesariamente tienen que ser reacciones de desplazamiento o producir agua, como se muestra en la última ecuación, que es una "reacción de combinación".

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