volumetria acido base

2. VOLUMETRÍA ÁCIDO - BASE
Están basadas en una reacción ácido-base .
La valoración puede realizarse tanto en medios acuosos
como en disolventes orgánicos.
Fundamento: transferencia de protones entre el ácido y la
base.
En el Punto de Equivalencia (p.e.) existe un cambio brusco
y nítido en el valor del pH del medio.
Aplicaciones: valorar ácidos y bases orgánicas e
inorgánicas.
La muestra debe estar lo suficientemente tratada y
preparada como para minimizar las interferencias con el
analito, que será una base o un ácido.

3. Reacción ácido fuerte – base fuerte
H3O+ + HO- Û 2 H2O
Reacción ácido fuerte – base débil
H3O+ + A- Û HA + H2O
Reacción ácido débil – base fuerte
HA + HO- Û A- + H2O

4. Indicadores Ácido -
Base
Los indicadores ácido - base son ácidos o bases débiles, de naturaleza orgánica,
cuya forma ácida tiene distinto color que su forma básica.
Su color es muy intenso y se percibe incluso a muy bajas concentraciones

5. Por protonación ó por transferencia de un protón, las moléculas o
iones del indicador adoptan estructuras que poseen distinto color.

9. Titulación de Ácido Fuerte contra Base Fuerte y viceversa.
Una curva de titulación ácido - base es un gráfico de pH en función del volumen
de solución titulante.
El conocimiento de estas curvas es importante por las
siguientes razones:
1.Permiten determinar si una titulación dada es
factible o no.
2.Permiten calcular los errores sistemáticos de
una titulación.
3.Permiten la elección de los indicadores que
minimizan los errores.

10. NaOH
Vb = variable
Cb = 0.1 M (en la bureta)
H2O « H+ + HO-Kw
= [H+] [ OH-] = 10-14
HCl
Va = 50.00 mL
Ca = 0.1 M (en el Erlenmeyer)

11. Para construir la curva de titulación deberemos considerar
dos puntos característicos y dos regiones:
Vb = 0
ácido puro
VbCb < VaCa,
región con exceso
de ácido
VbCb = VaCa
punto de
equivalencia
VbCb > VaCa
región con
exceso de base.
[H+] ≈ Ca = 0.1 pH = 1.
[H+] = (VaCa - VbCb)/ (Va + Vb)
[H+] = {(VaCa - VbCb)/ (Va + Vb)} + Kw / [H+]
[H+] = [HO-]
[OH-] ≈ (VbCb - VaCa) / (Va + Vb)

13. Elección de indicadores para titulaciones ácido fuerte - base fuerte.
Una vez obtenida la curva de titulación, sobre todo luego del cálculo del P.F.
Y del p.e. Se deben tener en cuenta dos aspectos importantes:
•La titulación será factible , es decir tendrá un punto final aceptable,
cuando se manifieste un cambio brusco de pH en las cercanías del p.e.
•Para poder utilizar un indicador visual, el salto debe ser de por lo menos
dos unidades de pH, para poder percibir un cambio neto de color.
pH 9,7
pH 4,3
pH 7
Rojo de fenol
Amarillo -Rojo
6,4 - 8,2
Naranja de metilo
Rojo -Amarillo naranja
3,1 - 4,4
Púrpura de bromocresol
Amarillo - Púrpura
5,2 - 6,8

14. pH 7,71
pH 6,29
pH 7
Naranja de metilo
Rojo -Amarillo naranja
3,1 - 4,4
Púrpura de bromocresol
Amarillo - Púrpura
5,2 - 6,8
Rojo de fenol
Amarillo -Rojo
6,4 - 8,2

15. Titulación de Ácido Débil con Base Fuerte
NaOH
HA
Vb = variable
Cb = 0.1 M (en la bureta)
Va = 50.00 mL
Ca = 0.1 M (en el Erlenmeyer)
HA « A- + H+
H+ + HO-«H2O
Kw = [H+] [ OH-] = 10-14
Ka = [A-] [H+] / [HA] = 1.75 x 10-5

16. Para construir la curva de titulación deberemos considerar
dos puntos característicos y dos regiones:
Vb = 0
ácido puro
VbCb < VaCa,
región buffer
[H+] = 1.75 x 10=5 (50 x 0.1 - 10 x 0.1) / (10 x 0.1) = 7.04 x 10-5 pH = 4.15
VbCb = VaCa
punto de
equivalencia
VbCb > VaCa
región con
exceso de base.
[H+] = (KaCa)1/2
1.33 x 10-3 pH = 2.88
[H+] = Ka [HA] / [A-] ≈ Ka CHA / CNaA =
=Ka (VaCa - VbCb) / VbCb
CNaA = VaCa / (Va + Vb) = 50 x 0.1 / (50 + 50) = 0.05 M
[OH-] =(Kb Cb)1/2 =
= (10-14 x 0.05/1.75 x 10-5) = 5.3 x 10-6 pH = 8.73
[OH-] = (VbCb - VaCa) / (Va +
Vb)
[OH-] = (50.05 x 0.1 - 50.00 x 0.1) / (50.00 + 50.05) = 5.0 x 10-5
pH = 9.70

17. 8,73
7

18. Titulación de Base Débil con Ácido Fuerte

20. Valoración de una Solución de NaCOcon HCl
23 HCO« H+ + HCO-
23 3
Ka1 = [H+][HCO3-]/[H2CO3] = 4.47 x 10-7
HCO3
- « H+ + CO3
-2
Ka2 = [H+][CO3
-2]/[HCO3
-] = 4.68 x 10-11
CO3 -2 + H+ « HCO3
-
HCO3- + H+ « H2CO3
Solución de HCl
Va = variable
Ca = 0.10 M (en la bureta)
Solución de carbonato:
Vb = 50.00 mL
Cb = 0.05 M (en el Erlenmeyer)
1) Va = 0: solución 0.05 M de Na2CO3
2) VaCa < VbCb: buffers CO3
-2 + HCO3
-
3) VaCa = VbCb: solución de HCO3
- (1er. PE.)
4) VbCb < VaCa < 2 VbCb: buffers HCO3
- + H2CO3
5) VaCa = 2 VbCb: solución de H2CO3 (2º PE.)
6) VaCa > 2 VbCb mezclas de HCl y H2CO3.

22. PREPARACIÓN DE SOLUCIONES PATRÓN SECUNDARIO
HCl
Con datos de densidad y
pureza calcular volumen
para preparar 100 mL de
solución 0,1 N
Transferir el Volumen
calculado con pipeta
graduada a un matraz de
100 mL con 50 mL de
agua destilada, llevar a
volumen
Normalización
HCl
Patrón
Primario
Na2CO3),
(Na2B4O7.10.H2O),
KHCO3
TRIS (hidroximetil)
metilamina,
{(CH2OH)3CNH2}

23. PREPARACIÓN DE SOLUCIONES PATRÓN SECUNDARIO
NaOH
NaOH sólido se hidrata y carbonata
fácilmente
CO2 + 2 OH- → CO3
-2 + H2O
Preparación de una solución al 50% (1+1) de NaOH en agua
Pesar en
balanza
granataria
NaOH – 50%
Verter el
volumen de
NaOH
necesario
(pipeta
graduada) y
enrasar con
agua hervida

24. Normalización
NaOH
Patrón
Primario
Biftalato de potasio
(C6H4)(CO2H) (CO2K)
Ácido Benzóico

25. CO2 + 2 OH- → CO3
-2 + H2O
CO3
-2+ H + → HCO3
-
HO- + H +→ H2O
HCO3
- + H +→ H2CO3

26. APLICACIONES DE LA VOLUMETRÍA ÁCIDO - BASE
HCl NaOH
Ácidos carboxílicos
Ka = 10-4 y 10-6
Aminas alifáticas
Kb = 10-5
Ésteres: acetato de metilo
(CH3-COOCH3)
saponificación, con NaOH.
Determinación de Nitrógeno
Método de Kjeldahl
Nitratos y nitritos Sales de amonio
Azufre
SO3 (g) + H2O Þ H2SO4
Mezclas alcalinas

27. MEZCLAS ALCALINAS HO- ,CO3
= , HCO3
-

28. Método de Warder
Una porción única de muestra,
•si VF = 0 y VV = 0 la muestra no contienen especies alcalinas.
•si VF ¹ 0 y VV = 0 la muestra contiene sólo oxidrilos.
•si VF = 0 y VV ¹ 0 la muestra contiene sólo bicarbonatos
•si VF = VV la muestra contiene solo carbonatos.
•si VF >VV la muestra contiene Carbonatos y oxidrilos
•si VF < VV la muestra contiene carbonatos y bicarbonatos

29. Si la muestra tiene CO3
= y HO-V
F º ½ CO3
= + HO-V
V º ½ CO3
=
V– Vº HO-
F V 2 Vº CO=
V 3
Si la muestra tiene HCO3
- y CO3
=
VF º ½ CO3
=
VV º ½ CO3
=+ HCO3
-
VV - VF º HCO3
-
2 VF º CO3
=

30. Dos porción iguales de muestra
•si VF = VV /2 la muestra contiene solo carbonatos.
•Si VF > VV /2 la muestra contiene una mezcla de carbonatos y oxidrilos.
•Como puede observarse existe una mayor cantidad de equivalentes
alcalinos por encima de pH 8,3
• Si VF < VV /2 la muestra contiene una mezcla de bicarbonatos y carbonatos.
•Como puede observarse existe una mayor cantidad de equivalentes
alcalinos por debajo de pH 8,3.
•Si VF = VV la muestra contiene solo oxidrilos.

31. Si la muestra tiene CO3
VF º ½ CO3
= + HO-V
V º CO3
= + HO-
2VF - VH º HO-
2 (VV – VF) º CO3
=
= y HO-Si
la muestra tiene HCO3
- y CO3
=
VF º ½ CO3
=
VV º CO3
=+ HCO3
-
VV - 2VF º HCO3
-
2 VF º CO3
=

32. Método de Winckler
Carbonatos y oxidrilos
“Determinar la alcalinidad total”
VV º CO3
= + HO-Precipitar
carbonatos con
cloruro de bario neutro Ba2+ + CO3
= ® BaCO3¯ blanco
VF º HO-Valorar
los oxidrilos
usando fenolftaleína
como indicador:
VV – VF º CO3
=

33. Método de Winckler
Carbonatos y Bicarbonatos
“Determinar la alcalinidad total”
VV º CO3
= + HCO3
-
Precipitación de
carbonatos con cloruro de
bario neutro
Ba2+ + CO3
= ® BaCO3¯ blanco
VF º HO- ÛVF º CO3
Valorar los oxidrilos =
usando fenolftaleína
como indicador:
VV – VF º HCO3
-
Eliminar los bicarbonatos con
oxidrilos de una base
adicionada . Generación de
carbonatos
HCO3
- + HO- Û CO3
= + H2O