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3. VolumetrÍa de neutralizaciÓn
3.1. IntroducciÓn:
Las reacciones ácido-base llamadas también de neutralización se llevan a cabo normalmente en disolución de ambos reactivos. Las bases más frecuentes son los hidróxidos y las reacciones que dan con los ácidos son del tipo general:
ácido + hidróxido → sal + aguaPara determinar la concentración de una disolución de un ácido o de una base, el método más empleado es el conocido como valoración ácido-base. La valoración se lleva a cabo haciendo reaccionar una disolución que contiene una concentración conocida de base (o ácido), con una disolución de ácido (o de base) de concentración desconocida. El procedimiento básicamente consiste en medir el volumen de la disolución (VX) de base (o ácido) necesario para que reaccione (neutralice) con todo el ácido (o base).
En el momento de lograrse la neutralización completa se alcanza el punto de equivalencia, entonces se cumple la siguiente relación:
NA x VA = NB x VB (Ec.1)Donde NX es la normalidad de la disolución de ácido (A) o base (B).
Para ello, un volumen conocido de la disolución problema se situará en un matraz erlenmeyer, mientras que para la disolución valorante se empleará una bureta con la que mediremos el volumen utilizado hasta alcanzar el punto de equivalencia.
El punto de equivalencia se determinará utilizando un indicador colorimétrico. Estos compuestos indicadores son ácidos (o bases) orgánicos que se caracterizan por tener distinto color la molécula y el ion que resulta de ella. Existen varios tipos de indicadores colorimétricos, cada uno de ellos cambia de color (viraje) en un intervalo de pH diferente. Debemos elegir un indicador cuyo intervalo de viraje coincida con el salto de pH que se produce en el punto de equivalencia de la neutralización que estamos ensayando.
Por último, hay que mencionar que la valoración de una base fuerte o débil, suele efectuarse con un ácido fuerte, generalmente nítrico, clorhídrico o sulfúrico. Las concentraciones de las disoluciones ácida y alcalina deben ser aproximadamente iguales.
Como práctica, se procederá a la valoración de una disolución de hidróxido sódico (NaOH), utilizando una disolución de ácido sulfúrico (H2SO4) de concentración conocida, y rojo de cresol como indicador.
La reacción que tiene lugar durante la valoración es la siguiente:
NaOH (aq) + H2SO4 (aq) → 2H2O (l) + Na2SO4 (aq)El rojo de cresol, al ser una molécula orgánica compleja la representaremos genéricamente como InH.
InH + H2O →← In- + H3O+
(medio ácido: amarillo) (medio básico: violáceo)
3.2 Parte Experimental:
En un matraz erlenmeyer de 250 cm3 se colocan 25 cm3 de la disolución problema de NaOH (VB) que se desea valorar, medidos exactamente con una pipeta:
Añadimos al matraz erlenmeyer la cantidad de agua necesaria hasta completar un volumen aproximado de unos 100 cm3, y a continuación adicionamos 5 gotas de una disolución de rojo de cresol. La disolución tomará coloración violácea.
Llenamos la bureta con el ácido sulfúrico 0,2 N (NA) hasta el enrase inicial de su extremo superior, que indica 0 ml. Con la bureta añadiremos despacio, gota a gota, la disolución de ácido sulfúrico sobre el matraz erlenmeyer a la vez que éste es continuamente agitado sin brusquedad. Una de nuestras manos debe de estar permanentemente sobre la llave de cierre de la bureta para poder reaccionar y cerrar rápidamente cuando se detecte el cambio de color, mientras la otra mano agitará el matraz. Durante la valoración, y hasta que se alcance el punto de equivalencia la disolución problema seguirá de color violáceo.
El punto final de la valoración se alcanzará cuando la disolución, que en medio básico era de color violáceo, pasa a color amarillo.
Concluida la valoración anotamos de la bureta el volumen exacto de ácido sulfúrico utilizado en la neutralización (VA).
En el siguiente video se aprecia lo rápido que se produce el cambio de color de la disolución problema cuando se alcanza y sobrepasa el punto de equivalencia.
Una vez conocido el volumen consumido del ácido sulfúrico, calculamos la normalidad de la disolución problema de hidróxido sódico (NB) aplicando la ecuación 1, y teniendo en cuenta, el volumen real de disolución problema inicial que hemos valorado.
3.3. Formulario de Auto-evaluación
Aquí se encuentra el formulario de preguntas que debes rellenar y enviar por correo electrónico a tu profesor:
