El documento describe un experimento para determinar el punto de equivalencia en la titulación potenciométrica de una solución de ácido acético débil con hidróxido de sodio fuerte. Se utilizaron varios métodos como la primera y segunda derivada y el método de Gran para determinar el punto de equivalencia. También se observó el efecto de los indicadores rojo de metilo y fenolftaleína en el punto de viraje.

1. 1
TITULACIÓN POTENCIOMÉTRICA
DE UN ÁCIDO DÉBIL CON UNA BASE FUERTE. [1]
Luis Pedroza, Carolina Vesga, Jorge Hernández
Universidad del Atlántico - Departamento de Química – Química analítica IV
Barranquilla – Atlántico - Colombia
22 de abril del 2013
Resumen
En la práctica realizada se determinó la concentración de una solución de ácido acético (CH3COOH), así como
su punto de equivalencia cuando reacciona con una base fuerte como el hidróxido de sodio (NaOH). Para esto
se utilizó varios métodos como la primera derivada, la segunda derivada, el método de Gran y el método
directo. Con la ayuda de un pH metro se determinó el pH para cada volumen adicionado del titulante y
utilizando indicadores como el rojo de metilo y fenolftaleína se determino el efecto que estos causan en el punto
de equivalencia.
Palabras Clave: Punto de equivalencia, indicadores, métodos de la primera y segunda derivada, método de
Gran.
Abstract
In practice the concentration was determined on a solution of acetic acid (CH3COOH) and its equivalence point
when reacted with a strong base such as sodium hydroxide (NaOH). This was done using various methods such
as the first and second derivatives, Gran method and the direct method. With the help of a pH meter pH was
determined for each volume of titrant added and using indicators such as methyl red and phenolphthalein, we
determined the effect they cause on the equivalence point.
Keywords: Equivalence point, indicators, methods of the first and second derivatives, Gran method.
1. Introducción.
En el análisis cuantitativo son muy utilizadas las
valoraciones potenciométricas, por cuanto los
resultados que se obtienen son bastante precisos, las
valoraciones potenciométricas se fundamentan por la
existencia de especies iónicas las cuales se producen
mediante reacciones de oxido-reducción o más
conocidas como Reacciones Redox, en estos sistemas
es interesante el cambio del estado de oxidación el cual
se entiende cuando se obtiene una polarización del 100
% produciéndose así cationes y aniones, también en
estas reacciones se transfieren electrones desde una
unidad (un átomo, molécula o ion) a otra, por ello el
proceso tiene que transcurrir simultáneamente, debido a
que mientras una especie se oxida (cede electrones) la
otra especie necesariamente se tiene que reducir (recibe
electrones) o viceversa.

2. L. Pedroza; C. Vesga; J. Hernández – Titulación Potenciométrica de un ácido débil con una base fuerte
2
En las valoraciones potenciométricas y como en toda
determinación volumétrica es necesario que la
estequiometría esté perfectamente establecida, que la
cinética de la reacción sea rápida y que el punto final
sea cercano al punto de equivalencia.
El punto de equivalencia de la reacción de
valoración se determina por la aparición de un punto
singular en la curva de valoración, potencial vs
cantidad de reactivo añadido. La detección de ese
punto final puede establecerse de diferentes formas:
Método directo: consiste en graficar la variación
del potencial en función del volumen de titulante
añadido. El punto de inflexión en la parte
ascendente de la curva se estima visualmente y se
toma como punto final.
Método de la primera derivada: implica calcular y
graficar el cambio de potencial (E) por unidad de
volumen (V), E/V, en función del volumen
promedio para obtener una curva con un máximo
que corresponde al punto de inflexión. El punto
final es el volumen correspondiente al valor más
alto de E/V, ya que este valor es justamente la
pendiente de la curva E vs. V.
Método de la segunda derivada: consiste en
graficar (E/V)/V contra V. El punto final es el
valor de V donde la curva cruza la abscisa, o sea el
punto de intersección de la segunda derivada con
cero. En este punto (E/V)/V pasa de un valor
positivo a un valor negativo.
Método de Gran: consiste en graficar V/E o sea
el recíproco de E/V, en función del volumen
promedio del titulante. Antes y después del punto de
equivalencia V/E varía linealmente con el
volumen V, produciéndose dos líneas rectas que se
interceptan en el punto de equivalencia.
En este caso el potencial que se mide es el potencial de
hidrogeno, pH.
2. Objetivos.
- Evaluar el punto de equivalencia de la reacción
ácido-base entre una base fuerte y un ácido
monoprótico débil, utilizando la curva de
valoración, el gráfico de la primera y segunda
derivada y el gráfico de Gran.
- Comparar el valor del pH de viraje de los
indicadores rojo de metilo y fenolftaleína con
los datos reportados en tablas.
3. Desarrollo experimental.
- Se vertieron 25 mL de CH3COOH
aproximadamente 0.1 M en un vaso precipitado
de 250 mL, se diluyó la solución con
aproximadamente 100 mL de agua.
- Posteriormente se realizó el montaje para la
titulación: ajuste del agitador magnético,
bureta, barra magnética en el vaso, se insertó el
electrodo de vidrio, se agitó la solución y se
midió el pH inicial antes de adicionar NaOH
registrando el valor medido.
- Luego se adicionó 1 mL de NaOH, (base
titulante), se registró el pH y el volumen, de la
misma forma, adicionando volúmenes de 5, 10,
15 y 20 mL de la base. Después se adicionó el
titulante a intervalos de 1 mL hasta casi obtener
el punto de equivalencia, 21, 22, 23, 24 mL.
Luego se adicionó fracciones de 0.1 mL hasta
obtener el punto de equivalencia.
- Finalmente, se realizó 3 lecturas adicionales
agregando 1, 5 y 10 mL de exceso del titulante.
- Se repitió el mismo procedimiento con dos
alícuotas adicionales de CH3COOH 0.1 M, a
uno se le adicionó indicador rojo de metilo y a
la otra, fenolftaleína. Observando los valores
de pH al que estos indicadores cambian de
color.

3. L. Pedroza; C. Vesga; J. Hernández – Titulación Potenciométrica de un ácido débil con una base fuerte
3
4. Resultados y Análisis.
4.1 Titulación potenciométrica sin indicadores químicos.
En la titulación se utilizó una alícuota de 25 mL de CH3COOH, se obtuvo los potenciales para cada mL de NaOH
agregado; en la tabla 1, se muestran los resultados de la titulación, además de los cálculos pertinentes para hallar
los puntos de equivalencia por los métodos de primera y segunda derivada y método de Gran.
Se resalta el punto de equivalencia para la valoración, en cada método en su respectiva gráfica.
Tabla 1. Valoración potenciométrica sin indicador
Datos Primera Derivada Segunda Derivada Gran
V (mL) pH V (mL) ∆pH/∆V V (mL) ∆pH2
/∆V2
V(mL) ∆V/∆pH
0 2,92 0,5 0,27 1,75 -0,02 0,5 3,7037037
1 3,19 3 0,15 5,25 -0,0288 3 6,66666667
5 3,79 7,5 0,078 10 -0,006 7,5 12,8205128
10 4,18 12,5 0,068 15 0,01 12,5 14,7058824
15 4,52 17,5 0,082 19 0,023902439 17,5 12,195122
20 4,93 20,5 0,11 21 0,019069767 20,5 9,09090909
21 5,04 21,5 0,13 22 0,038222222 21,5 7,69230769
22 5,17 22,5 0,17 23,025 0,080775912 22,5 5,88235294
23 5,34 23,55 0,25454545 23,9 0,108884724 23,55 3,92857143
24,1 5,62 24,25 0,36666667 24,35 0,132242672 24,25 2,72727273
24,4 5,73 24,45 0,5 24,55 0,03306288 24,45 2
24,5 5,78 24,65 0,53333333 24,75 0,165325285 24,65 1,875
24,8 5,94 24,85 0,7 24,9 0,099599198 24,85 1,42857143
24,9 6,01 24,95 0,8 25 0,59760479 24,95 1,25
25 6,09 25,05 1,4 25,1 -0,199204771 25,05 0,71428571
25,1 6,23 25,15 1,2 25,2 0,298811881 25,15 0,83333333
25,2 6,35 25,25 1,5 25,3 0,996055227 25,25 0,66666667
25,3 6,5 25,35 2,5 25,3875 1,495575221 25,35 0,4
25,4 6,75 25,425 4 25,45 3,592934249 25,425 0,25
25,45 6,95 25,475 7,6 25,5125 3,888551859 25,475 0,13157895
25,5 7,33 25,55 11,5 25,6 -5,777387914 25,55 0,08695652
25,6 8,48 25,65 5,7 25,7 -2,291067961 25,65 0,1754386
25,7 9,05 25,75 3,4 25,8 -0,996131528 25,75 0,29411765
25,8 9,39 25,85 2,4 25,9 -0,298843931 25,85 0,41666667
25,9 9,63 25,95 2,1 26,975 -1,538464286 25,95 0,47619048
26 9,84 28 0,44 31,5 -0,3056 28 2,27272727
30 11,6 35 0,058 27,5 0,431375 35 17,2413793
40 12,18 20 0,3045 10 - 20 3,28407225

4. L. Pedroza; C. Vesga; J. Hernández – Titulación Potenciométrica de un ácido débil con una base fuerte
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pH
mL NaOH
Grafico 1. Método directo titulación sin
indicador
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∆pH/∆V
mL NaOH
Grafico 2. Método de la 1° derivada titulación sin
indicador

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0 5 10 15 20 25 30 35
mL NaOH
Grafico 3. Método de la 2° derivada titulación sin
indicador
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2
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0 5 10 15 20 25 30 35 40
mL NaOH
Grafica 4. Método Gran titulación sin indicador

6. L. Pedroza; C. Vesga; J. Hernández – Titulación Potenciométrica de un ácido débil con una base fuerte
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4.2 Titulación con fenolftaleína
Se realiza la titulación utilizado como indicador fenolftaleína. Obteniéndose los resultados de la tabla 2. Se observa viraje
en la solución a un pH de 8,33. En la literatura se encuentra que el viraje de este indicador es en un pH de 8,2[2]
. La
diferencia de pH se pudo deber a errores experimentales tales como la calibración del pH metro y el volumen adicionado
del titulante.
Tabla 2. Titulación potenciométrica con fenolftaleína
Datos Primera Derivada Segunda Derivada Gran
V (mL) pH V (mL) ∆pH/∆V V(mL) ∆pH2
/∆V2
V(mL) ∆V/∆pH
0 2,95 0,525 0,35238095 1,775 -0,0312794 0,525 2,83783784
1,05 3,32 3,025 0,172151899 5,2625 -0,03474793 3,025 5,80882353
5 4 7,5 0,086 10 -0,0096 7,5 11,627907
10 4,43 12,5 0,07 15 0,011428571 12,5 14,2857143
15 4,78 17,5 0,086 19 0,02902439 17,5 11,627907
20 5,21 20,5 0,12 21 0,019069767 20,5 8,33333333
21 5,33 21,5 0,14 22 0,038222222 21,5 7,14285714
22 5,47 22,5 0,18 23 0,095744681 22,5 5,55555556
23 5,65 23,5 0,28 23,775 0,312681913 23,5 3,57142857
24 5,93 24,05 0,6 24,1 -0,09958592 24,05 1,66666667
24,1 5,99 24,15 0,5 24,2 -0,09958763 24,15 2
24,2 6,04 24,25 0,4 24,3 0,199178645 24,25 2,5
24,3 6,08 24,35 0,6 24,4 -1,2384E-14 24,35 1,66666667
24,4 6,14 24,45 0,6 24,5 -8,8456E-15 24,45 1,66666667
24,5 6,2 24,55 0,6 24,6 -0,19918864 24,55 1,66666667
24,6 6,26 24,65 0,4 24,7 0,896363636 24,65 2,5
24,7 6,3 24,75 1,3 24,8 4,59994E-14 24,75 0,76923077
24,8 6,43 24,85 1,3 24,9 -0,59759519 24,85 0,76923077
24,9 6,56 24,95 0,7 25 0,896407186 24,95 1,42857143
25 6,63 25,05 1,6 25,1 0,996023857 25,05 0,625
25,1 6,79 25,15 2,6 25,2 10,15960396 25,15 0,38461538
25,2 7,05 25,25 12,8 25,525 -10,4425388 25,25 0,078125
25,3 8,33 25,8 2,13 27,3 -1,72 25,8 0,46948357
26,3 10,46 28,8 0,21 32,55 -0,13487603 28,8 4,76190476
31,3 11,51 36,3 0,04 28,475 0,436615563 36,3 25
41,3 11,91 20,65 0,288377724 10,325 - 20,65 3,46767422

7. L. Pedroza; C. Vesga; J. Hernández – Titulación Potenciométrica de un ácido débil con una base fuerte
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pH
mL NaOH
Grafico 5. Método directo titulación con
Fenolftaleina
0
2
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6
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0 5 10 15 20 25 30 35 40
∆pH/∆V
mL NaOH
Grafico 6. Método de la 1° derivada titulación
con Fenolftaleina

8. L. Pedroza; C. Vesga; J. Hernández – Titulación Potenciométrica de un ácido débil con una base fuerte
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∆2pH/∆V2
mL NaOH
Grafico 7. Método de la 2° derivada titulación
con Fenolftaleina
-5
0
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0 5 10 15 20 25 30 35 40
∆V/∆pH
mL NaOH
Grafico 8. Método Gran con Fenolftaleina

9. L. Pedroza; C. Vesga; J. Hernández – Titulación Potenciométrica de un ácido débil con una base fuerte
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4.3 Titulación con rojo de metilo
Se realiza el mismo procedimiento con el indicador rojo de metilo, en la tabla 3 se observa los resultados obtenidos así
como el viraje en el color de la solución a un pH de 5,94. En la literatura se encuentra que actúa entre pH 4,2 y 6,3
variando desde rojo (pH 4,2) a amarillo (pH 6,3). Se tiene buena aproximación entre el pH experimental y el teórico
respecto al viraje del indicador.[2]
Tabla 3. Titulación potenciométrica con rojo de metilo
Datos Primera derivada Segunda derivada Gran
V (mL) pH V (mL) ∆pH/∆V V (mL) ∆pH^2/∆V^2 V(mL) ∆V/∆pH
0 2,93 0,5 0,23 1,75 -0,0133333 0,5 4,34782609
1 3,16 3 0,15 5,25 -0,028 3 6,66666667
5 3,76 7,5 0,08 10 -0,006 7,5 12,5
10 4,16 12,5 0,07 15 0,00857143 12,5 14,2857143
15 4,51 17,5 0,082 19 0,01536585 17,5 12,195122
20 4,92 20,5 0,1 21 0,03813953 20,5 10
21 5,02 21,5 0,14 22 0,02866667 21,5 7,14285714
22 5,16 22,5 0,17 23 0,09574468 22,5 5,88235294
23 5,33 23,5 0,27 23,775 0,02931393 23,5 3,7037037
24 5,6 24,05 0,3 24,1 1,0614E-14 24,05 3,33333333
24,1 5,63 24,15 0,3 24,2 0,09958763 24,15 3,33333333
24,2 5,66 24,25 0,4 24,3 1,4152E-14 24,25 2,5
24,3 5,7 24,35 0,4 24,4 0,099591 24,35 2,5
24,4 5,74 24,45 0,5 24,5 -0,0995927 24,45 2
24,5 5,79 24,55 0,4 24,6 0,19918864 24,55 2,5
24,6 5,83 24,65 0,6 24,7 -0,099596 24,65 1,66666667
24,7 5,89 24,75 0,5 24,8 0,19919517 24,75 2
24,8 5,94 24,85 0,7 24,9 0,0995992 24,85 1,42857143
24,9 6,01 24,95 0,8 25 0,0996008 24,95 1,25
25 6,09 25,05 0,9 25,1 0,29880716 25,05 1,11111111
25,1 6,18 25,15 1,2 25,2 0,19920792 25,15 0,83333333
25,2 6,3 25,25 1,4 25,3 0,69723866 25,25 0,71428571
25,3 6,44 25,35 2,1 25,3875 4,28731563 25,35 0,47619048
25,4 6,65 25,425 6,4 25,45 0,39921492 25,425 0,15625
25,45 6,97 25,475 6,8 25,5125 6,68033268 25,475 0,14705882
25,5 7,31 25,55 13,5 25,6 -9,2637427 25,55 0,07407407
25,6 8,66 25,65 4,2 25,725 -1,7895349 25,65 0,23809524
25,7 9,08 25,8 2,4 25,875 -0,5965318 25,8 0,41666667
25,9 9,56 25,95 1,8 26,975 -1,2720134 25,95 0,55555556
26 9,74 28 0,4275 31,5 -0,2932 28 2,33918129
30 11,45 35 0,061 27,5 0,420875 35 16,3934426
40 12,06 20 0,3015 10 #¡DIV/0! 20 3,31674959

10. L. Pedroza; C. Vesga; J. Hernández – Titulación Potenciométrica de un ácido débil con una base fuerte
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pH
mL NaOH agregados
Grafico 9. Método directo titulación con rojo de
metilo
0
2
4
6
8
10
12
14
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0 5 10 15 20 25 30 35 40
∆pH/∆V
mL NaOH
Grafico 10. Método de la 1° derivada con rojo de
metilo

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∆2pH/∆V2
mL NaOH
Grafico 11. Método de la 2° derivada con rojo de
metilo
0
2
4
6
8
10
12
14
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0 5 10 15 20 25 30 35 40
∆V/∆pH
mL NaOH
Grafica 12. Método de Gran titulación con rojo
de metilo

12. L. Pedroza; C. Vesga; J. Hernández – Titulación Potenciométrica de un ácido débil con una base fuerte
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Se expresan los volúmenes que se requieren para alcanzar el punto de equivalencia para cada método en la tabla 4, se
saca un promedio general para cada titulación y se calcula la concentración de CH3COOH.
Tabla 4. Volúmenes (mL) del punto de equivalencia.
Método Titulación sin indicador
Titulación con
fenolftaleína
Titulación con rojo de
metilo
Directo 25,6 mL 25,3 mL 25,6 mL
1° derivada 25,55 mL 25,25 mL 25,55 mL
2° derivada 25,50 mL 25,38 mL 25,528 mL
Gran 25,35 mL 25,25 mL 25,57 mL
Promedio mL de
neutralización
25,5 (±0,0935) mL 25,295 (±0,0531) mL 25,562 (±0,0264) mL
Concentración (M)
CH3COOH
0,0997(±3,5672*10-3
)M 0,0989(±2,5690*10-2
)M 0,1000(±9,3465*10-3
)M
Promedio general M
CH3COOH
0,0995(±8,4562*10-5
)M
4 Conclusiones.
- Se determinó la concentración de una solución de CH3COOH la cual fue 0,0995(±8,4562*10-5
)M
- Se observó el punto de equivalencia para la valoración potenciométrica ácido -base entre el NaOH (base fuerte) y el
CH3COOH (ácido débil) en las diferentes titulaciones.
- Se determinó el valor de pH a los cuales los indicadores fenolftaleína y rojo de metilo cambiaron de color los cuales
fueron de 8,33 y 5,94 respectivamente.
5 Bibliografía.
[1].Guía de laboratorio. Práctica I. Química Analítica IV. Preparación y estandarización potenciométrica de una
solución de NaOH aproximadamente 0,1 m
[2]. Skoog, West, Holler, Crouch. Fundamentos de química analítica. 8° Ed.