La titulación es una técnica utilizada en química analítica para determinar la concentración de un ácido o base desconocido. La valoración implica la adición lenta de una solución donde la concentración es conocida por un volumen conocido de otra solución donde la concentración es desconocida hasta que la reacción alcanza el nivel deseado. para titulaciones ácido / base, se alcanza un cambio de color desde un indicador de ph o una lectura directa usando un medidor de ph . Esta información se puede utilizar para calcular la concentración de la solución desconocida.
Si el ph de una solución ácida se representa frente a la cantidad de base añadida durante una valoración, la forma del gráfico se denomina curva de valoración. Todas las curvas de titulación ácida siguen las mismas formas básicas.
Al principio, la solución tiene un pH bajo y sube a medida que se agrega la base fuerte. A medida que la solución se acerca al punto donde se neutralizan todos los h + , el ph aumenta bruscamente y luego se nivela nuevamente a medida que la solución se vuelve más básica a medida que se agregan más iones.
fuerte curva de titulación ácida
la primera curva muestra un ácido fuerte siendo titulado por una base fuerte. existe un aumento inicial lento en el pH hasta que la reacción se acerca al punto donde se agrega la base suficiente para neutralizar todo el ácido inicial. Este punto se llama punto de equivalencia. para una reacción fuerte de ácido / base, esto ocurre a ph = 7. a medida que la solución pasa el punto de equivalencia, el ph disminuye su aumento donde la solución se acerca al ph de la solución de titulación.
ácidos débiles y bases fuertes
un ácido débil solo se disocia parcialmente de su sal. El pH aumentará normalmente al principio, pero a medida que llega a una zona donde la solución parece estar amortiguada, la pendiente se nivela. después de esta zona, el ph aumenta bruscamente a través de su punto de equivalencia y se nivela nuevamente como la reacción ácido fuerte / base fuerte.
Hay dos puntos principales a tener en cuenta sobre esta curva.
el primero es el punto de media equivalencia. Este punto ocurre a la mitad de una región amortiguada donde el pH apenas cambia para una gran cantidad de base agregada. el punto de equivalencia media es cuando se agrega la base suficiente para que la mitad del ácido se convierta en la base conjugada. cuando esto sucede, la concentración de H + iones es igual a la k un valor del ácido. da un paso más allá, ph = pk a .
El segundo punto es el punto de equivalencia más alto. Una vez que el ácido ha sido neutralizado, observe que el punto está por encima de ph = 7. cuando se neutraliza un ácido débil, la solución que queda es básica debido a que la base conjugada del ácido permanece en solución.
ácidos polipróticos y bases fuertes
el tercer gráfico es el resultado de ácidos que tienen más de un ion h + para renunciar. Estos ácidos se llaman ácidos polipróticos. por ejemplo, el ácido sulfúrico (h 2 so 4 ) es un ácido diprótico. que tiene dos h + iones se puede renunciar.
el primer ion se romperá en el agua por la disociación
h 2 so 4 → h + + hso 4 -
el segundo h + proviene de la disociación de hso 4 - por
hso 4 - → h + + so 4 2-
esto es esencialmente valorar dos ácidos a la vez. la curva muestra la misma tendencia que una titulación ácida débil donde el ph no cambia por un tiempo, aumenta y se nivela nuevamente. la diferencia ocurre cuando se produce la segunda reacción ácida. La misma curva ocurre nuevamente donde un cambio lento en el ph es seguido por un pico y nivelación.
cada 'joroba' tiene su propio punto de media equivalencia. el punto de la primera joroba ocurre cuando se agrega suficiente base a la solución para convertir la mitad de los iones h + de la primera disociación a su base conjugada, o es k un valor.
punto medio-equivalencia de la segunda joroba se produce en el punto donde la mitad del ácido secundario se convierte en la base conjugada secundaria o k de que el ácido un valor.
en muchas tablas de k a para ácidos, estos se enumerarán como k 1 y k 2 . otras tablas enumerarán solo el k a para cada ácido en la disociación.
Este gráfico ilustra un ácido diprótico. para un ácido con más iones de hidrógeno para donar [por ejemplo, ácido cítrico (h 3 c 6 h 5 o 7 ) con 3 iones de hidrógeno], el gráfico tendrá una tercera joroba con un punto de equivalencia media en ph = pk 3 .