Estequiometria

Instituto Universitario de Tecnología
“Dr. Federico Rivero Palacio”
Departamento de Procesos Químicos
Cátedra: Química


GUIA DE TITULACIONES ÁCIDO-BASE

TITULACIONES

Un método volumétrico es aquel en cual el análisis es concluido midiendo el volumen de una disolución de concentración conocida, para reaccionar completamente con la sustancia que se determina a través de por ejemplo,una reacción ácido-base Si se quiere determinar la concentración desconocida de una solución de hidróxido de sodio, utilizamos una solución de ácido oxálico 1,0 N, sabemos que si las dos sustancias reaccionan completamente el #eq NaOH = #eq C2H2O4 y procedemos a titular o valorar).

La titulación ácido-base es una de las técnicas más importantes de la química analítica; en dicho proceso se midecuantitativamente la capidad de una sustancia para combinarse con un reactivo, mediante la adición controlada de dicho reactivo de concentración conocida a la solución de la sustancia, hasta que se juzga que es completa la reacción entre los dos; entonces se mide el volumen del reactivo. En el caso que nos ocupa, el ácido oxálico es una sustancia de composición exactamente conocida, por lo que se ledenomina solución estándar o patrón.

La finalidad de cada titulación, es la adición de solución patrón en cantidad tal que sea químicamente equivalente a la sustancia con la cual reacciona, esta condición se alcanza en el punto de equivalencia.

El punto de equivalencia es un concepto teórico, solo podemos estimar su posición observando cambios físicos asociados a él. Este cambio físico sedenomina punto final y uno de los métodos comunes utilizados para su detección es la adición de un compuesto químico que exhibe cambio de color como resultado de los cambios de concentración que tienen lugar cerca del punto de equivalencia. Estos compuestos químicos, generalmente orgánicos, se llaman indicadores.

El fin último de la determinación del volumen del ácido (o la base) en el punto deequivalencia, es aplicar la ecuación de neutralización y obtener de allí la concentración desconocida de la base (o el ácido).

Nácido * Vácido = Nbase * Vbase






TITULACIÓN ÁCIDO FUERTE – BASE FUERTE

Consideremos la titulación de una muestra de 50,0 ml de HCl 0,100 M con una solución de NaOH 0,100 M.

Comenzaremos con la solución original. Como el ácido clorhídrico es unelectrólito fuerte se produce la disociación completa en solución acuosa:

HCl(ac) ( H+(ac) + Cl-(ac)
0,1 M 0 0
(
___________________________
0 0,1 0,1

Porlo que [H+] = 0,1 M

pH = -log (0,1) = 1

Continuamos con la adición de 10,0 ml de NaOH 0,1 M de la bureta:
VT = 50,0 ml (iniciales) + 10, 0 ml NaOH = 60 ml = 0,06 L

De los 50,0 ml iniciales de ácido, 10,0 ml fueron neutralizados por la base agregada, por lo que quedan 40,0 ml y la nueva molaridad del HCl se calcula por el siguiente procedimiento:

nmol = M * V = 0,1 M * 0,04 L = 0,004mol

MHCl = 0,004 mol / 6*10-2 = 6,67*10-2 M

pH = -log (6,67*10-2) = 1,18

Si agregamos 20 ml de NaOH,
VT = 5,0 ml (iniciales) + 20,0 ml = 70 ml = 7*10-2 L

Quedan 50,0 ml – 20,0 ml NaOH = 30 ml HCl

moles HCl = 0,1 M * 30*10-3 L = 3*10-3 mol

MHCl = 3*10-3 / 7*10-2 = 4,29*10-2 M

pH = -log (4,29*10-2) = 1,37

Cuando se agregan 50,0 ml de la solución de NaOH 0,10 M, de labureta, se habrá alcanzado el punto de equivalencia. Todo el ácido se ha neutralizado y el pH es de 7,0. A medida que se añade la solución de NaOH más allá del punto de equivalencia, la solución en el erlenmeyer de titulación, se hace más alcalina. Por ejemplo, cuando se han agregado 60 ml de NaOH 0,10 M, la solución contiene el equivalente de 10,0 ml de NaOH 0,10 M.

VT = 50,0 ml (iniciales) +...