Valoración ácido-base y curva de valoración
QuímicaÁcidos, bases y valoraciónEdades 17–18Laboratorio virtual
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Añade gota a gota disolución de NaOH desde una bureta al ácido de un matraz Erlenmeyer. La gráfica de pH frente al volumen se actualiza con cada gota y muestra el salto brusco de pH en el punto de equivalencia. Cambia el ácido fuerte/débil, las concentraciones y el indicador para ver por qué la valoración de un ácido débil necesita fenolftaleína y no naranja de metilo. Una vista de laboratorio con sonda de pH añade una base débil (NH₃ con HCl), un ácido débil con una base débil y los polipróticos H₃PO₄, ácido cítrico y Na₂CO₃: calibra la sonda con tampones, anota una tabla de resultados, halla los puntos finales con ΔpH/ΔV y lee el pKa a media equivalencia. Una práctica con patrón primario prepara ácido oxálico o carbonato de sodio en un matraz aforado de 250 mL y valora NaOH o HCl hasta obtener volúmenes concordantes para hallar su molaridad y su concentración en g/L.
Lección: Práctica de valoración ácido-base
Qué muestra
En una valoración ácido-base se añade una disolución desde una bureta hasta el punto de equivalencia, donde ácido y base han reaccionado en la proporción exacta. La curva de pH frente al volumen muestra ahí un salto. Un ácido fuerte con una base fuerte salta cerca de pH 7; un ácido débil da una zona tampón, con pH = pKa a media equivalencia, y una equivalencia básica. Los ácidos polipróticos dan varios saltos; un buen indicador cambia de color dentro del salto. Un patrón primario, como el ácido oxálico o el carbonato de sodio anhidro, se pesa y se lleva a volumen para hallar la concentración exacta de otra disolución.
Cómo usarla
En Valoración clásica, elige el Ácido y el Indicador, añade NaOH con +1 mL y +1 gota y observa dónde cambia el color. Práctica con sonda añade más sistemas: calibra la sonda con tampones, pulsa Anotar tras cada adición y halla el punto final con ΔpH/ΔV. En Patrón primario, fija la Masa pesada, pulsa Trasvasar y disolver, enrasa con agua, pulsa Tapar y mezclar, y usa Nueva valoración y Anotar hasta que dos volúmenes coincidan; después pulsa Comprobar.
Parámetros que puedes cambiar
- Ácido valorado HCl (ácido fuerte), CH₃COOH (ácido débil, Ka = 1,8×10⁻⁵)
- Concentración de la disolución del matraz 0,01–0,5 M
- Volumen de la disolución del matraz 5–50 mL
- Concentración de la disolución de la bureta 0,01–0,5 M
- Indicador Fenolftaleína (8,2–10), Naranja de metilo (3,1–4,4), Rojo de metilo (4,4–6,2), Azul de bromotimol (6,0–7,6), Timolftaleína (9,3–10,5)
- Vista Valoración clásica (HCl o CH₃COOH con NaOH), Laboratorio con sonda de pH (más sistemas, tabla de resultados), Práctica con patrón primario (preparar una disolución patrón, volúmenes concordantes)
- Sistema de valoración (vista de laboratorio) HCl + NaOH (ácido fuerte, base fuerte), CH₃COOH + NaOH (ácido débil, base fuerte), NH₃ + HCl (base débil, ácido fuerte), CH₃COOH + NH₃ (ácido débil, base débil), H₃PO₄ + NaOH (ácido triprótico), Ácido cítrico + NaOH (ácido triprótico), Na₂CO₃ + HCl (dos puntos de equivalencia)
- Patrón primario (práctica con patrón primario) Ácido oxálico dihidratado, valorado con NaOH, Carbonato de sodio anhidro, valorado con HCl
- Masa de patrón primario pesada 0,2–5 g
Preguntas para explorar
- ¿Por qué el pH en el punto de equivalencia es mayor que 7 al valorar CH₃COOH con NaOH?
- ¿Por qué el naranja de metilo cambia de color demasiado pronto al valorar CH₃COOH?
- ¿Por qué el rojo de metilo es mejor indicador que la fenolftaleína al valorar NH₃ con HCl?
Preguntas frecuentes
¿Qué diferencia hay entre el punto de equivalencia y el punto final de una valoración?
El punto de equivalencia es aquel en que ácido y base han reaccionado en la proporción exacta, mientras que el punto final es donde se observa el cambio, normalmente el viraje del indicador. Un buen indicador vira dentro del salto de pH, de modo que ambos casi coinciden. Con una sonda de pH, el punto final se sitúa donde ΔpH/ΔV es máximo.
¿Por qué el pH es igual al pKa a media equivalencia?
A media equivalencia, la mitad del ácido débil se ha convertido en su base conjugada, así que [HA] = [A⁻]. La ecuación de Henderson-Hasselbalch, pH = pKa + log([A⁻]/[HA]), se reduce entonces a pH = pKa porque log 1 = 0. Para el CH₃COOH, con Ka = 1,8×10⁻⁵, el pH en ese punto es de aproximadamente 4,74.
¿Por qué el NaOH no sirve como patrón primario?
El NaOH sólido no sirve como patrón primario porque absorbe agua y CO₂ del aire, de modo que la masa pesada no corresponde a una cantidad exacta de NaOH. Un patrón primario debe ser puro, estable y fácil de pesar, como el ácido oxálico dihidratado o el carbonato de sodio anhidro. Por eso las disoluciones de NaOH se estandarizan por valoración con uno de ellos.
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