Teoría de la valoración ácido-base

Escrito por paul dohrman | Traducido por mike tazenda
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Teoría de la valoración ácido-base
En química, la valoración ácido-base se utiliza para determinar la concentración de una solución. (Jupiterimages/BananaStock/Getty Images)

En química, la valoración ácido-base se utiliza para determinar la concentración de una solución. El proceso utiliza una solución de una concentración desconocida, que es ácida o básica. Esta se añade a la solución a valorar. La solución patrón es opuesta a la solución desconocida: si una es una base, la otra es un ácido y viceversa. El tipo de reacción química que ocurre entre las dos se llama "reacción de neutralización". La cantidad requerida exactamente para neutralizar la primera solución indica cuándo las cantidades de ácido y base presentes son iguales. La concentración conocida puede entonces utilizarse para calcular la concentración desconocida. Las titulaciones ácido-base son el tipo más común de valoración.

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Proceso básico

La solución de concentración desconocida es llamada el "analito". La solución que se añade se llama "solución estándar". En la titulación ácido base, se añade suficiente solución estándar al analito para neutralizarlo. De modo que si el analito es una base, se le añade una solución ácida.

Un indicador cromático se agrega al analito antes de comenzar para indicarle al técnico de laboratorio cuándo se aproxima el punto de la neutralización. Esto es importante porque si se añade la solución estándar demasiado rápido, el técnico puede pasarse de este punto y no saber exactamente qué volumen de solución se necesitaba para alcanzarlo.

Indicadores

En la titulación ácido-base, el punto de neutralización ocurre cuando se alcanza un pH de 7. El papel tornasol es un buen indicador para este ensayo, porque cambia de color a un pH de alrededor de 6,5, bastante cerca, como será explicado más abajo. Como los indicadores reaccionan con la solución que se está estudiando, deben ser usados con moderación; a ser posible solo unas pocas gotas.

Punto de equivalencia

El punto en que la solución estándar neutraliza completamente al analito, resultando en agua neutral, es llamado "punto de equivalencia". Éste es cuando al analito ha "usado" toda la solución estándar. El ácido y la base se han anulado completamente el uno al otro. Un ejemplo de esta cancelación mutua se ilustra en la siguiente fórmula química:

HCl+NaOH-->NaCL+H2O

En el equilibrio, el pH de esta solución es de 7.

Curva de valoración

Si se usa un medidor de pH, se puede registrar éste en intervalos regulares a medida que se añade la solución estándar. Una gráfica del pH (en el eje vertical) en función del volumen de solución estándar añadida, produce una curva inclinada que es particularmente empinada en las cercanías del punto de equivalencia. El pH es una medida de la concentración del ion H3O+ en una solución. Añadir una o dos gotas de una solución neutral cambia enormemente la concentración del H3O+, en un factor de 10 ó más. Duplicar la cantidad añadida no cambia tanto la concentración. Ésto es lo que hace que la curva de valoración tenga tanta pendiente en esa región, y por lo tanto hace sencillo identificar el punto de equivalencia en el gráfico. La cantidad de solución estándar requerida para neutralizar el analito es por ende fácil de cuantificar.

Titulación potenciométrica

Una curva de valoración también puede mostrar conductividad (en el eje vertical) en función de la solución estándar. Los ácidos y bases conducen electricidad. Por lo tanto, puede medirse la conductividad insertando electrodos en la solución. Los electrodos deben estar sujetos a una batería y a un amperímetro (o voltímetro). La curva de titulación cambiará abruptamente en el punto de equivalencia. En este caso, la conductividad tendrá un mínimo muy notable. Este método tiene el beneficio de no necesitar un indicador, el cual puede interferir o participar de la reacción de neutralización afectando sus resultados.

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