Valoración ácido-base

El nombre volumetría hace referencia a la medida del volumen de las disoluciones empleadas, que nos permite calcular la concentración buscada.

También se puede emplear un pH-metro con esta misma finalidad,[2]​ en cuyo caso se registra la variación del pH a medida transcurre transcurre la transferencia de hidrogeniones, H+, entre el ácido y la base.

Para ello se emplean electrodos específicos conectados a un potenciómetro.

Se observa el rápido cambio del pH para un volumen determinado.

La elección adecuada del indicador visual nos asegura que así sea.

Para conocer dicho valor se pueden emplear las siguientes reglas: La disolución en el punto de equivalencia será básica si la base es más fuerte que el ácido y será ácida si el ácido es más fuerte que la base.

Sin embargo, los ácidos débiles no se valoran normalmente frente a bases débiles, porque el cambio de color mostrado por el indicador suele ser rápido, y por lo tanto muy difícil de ver con claridad por el observador.

Este cambio producido en la disolución permite establecer experimentalmente el punto final de la valoración.

La diferencia entre ambos puntos constituye el error de valoración, que es propio del método (indicador empleado, uso de reactivos impuros, etc), y no debemos confundirlo con los errores accidentales debidos a manipulaciones o medidas de volumen defectuosas.

Son muy numerosos los métodos para detectar el punto final de la valoración.

Cuando se titula o valora un ácido débil con una base fuerte, el pH antes del punto de equivalencia se puede calcular mediante la siguiente fórmula, llamada Ecuación de Henderson-Hasselbach:[9]​

La fórmula más general[10]​ que describe la valoración de un ácido débil con una base fuerte es la siguiente

Se debe cumplir en cualquier valoración ácido-base la siguiente expresión:

Luego: Vaci · Maci · n.º H+ cedidos = Vbas · Mbas · n.º H+ ganados ( o de OH- cedidos) 20 mL · 0,35 mol/L · 2 = 25 mL · Mbas · 1  ;        Mbas=0,56 mol/L Un indicador es un colorante que sufre un cambio de color cuando se modifica el pH.

Se deben elegir de modo que coincida dicho cambio o viraje al mismo tiempo que se llega al punto de equivalencia de la valoración ácido-base por lo que sirven para indicar dicho punto.

En primer lugar, la bureta debe lavarse con la disolución estándar, la pipeta con la solución desconocida, y el erlenmeyer con agua destilada.

En segundo lugar, un volumen conocido de la solución de concentración desconocida se debe tomar con la pipeta y se coloca en el matraz Erlenmeyer o en un vaso de precipitados, junto con unas gotas del indicador elegido (o el electrodo del pH-metro).

La bureta debe llenarse siempre hasta la parte superior de su escala con la solución conocida, para facilitar la lectura.

Se vierte sobre el matraz la disolución conocida, abriendo la llave de la bureta.

Se debe dejar salir la disolución de la bureta hasta que el indicador cambia de color y, entonces, anotamos el valor que marca la bureta para saber el volumen gastado.

Esta primera valoración es aproximada y debe ser desestimada para los cálculos.

Se deben realizar tres valoraciones más, ahora más lentamente y con mayor precisión, sobre todo cuando se esté cerca del punto final previsto.

Por ejemplo, para valorar ácido acético (un ácido débil) con hidróxido de sodio (una base fuerte), debemos usar fenolftaleína como indicador o introducir un electrodo conectado a un pH-metro, que registre un cambio brusco del pH, que indica el punto final.

Las disoluciones de las sustancias valorantes deben ser estandarizadas antes de su empleo como sustancias valorantes, es decir, su concentración debe ser medida experimentalmente frente a una sustancia que actúa como patrón primario, y no sólo calculada a partir de la masa empleada para la disolución.

[14]​ Esto es necesario porque dichas sustancias no son completamente puras, pueden sufrir alteraciones en el proceso de disolución, o posteriormente durante con el tiempo transcurrido.

En las valoraciones ácido-base se emplean ácidos fuertes (como HCl) y bases fuertes (como NaOH) como sustancias valorantes, pero no son patrones primarios y sus disoluciones deben ser estandarizadas.

Se disuelve un peso conocido en agua destilada y se le añade agua hasta alcanzar un volumen conocido en un matraz aforado.

Al no ser un patrón primario, es necesario estandarizarla para conocer exactamente su concentración.

Puede realizarse valorándola con ftalato ácido de potasio, que sí es un patrón primario, usando fenolftaleína como indicador.

Al no ser un patrón primario, esta disolución se debe estandarizar.