Titulación ácido-base

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Titulación ácido-base  : métodos volumétricos para determinar la concentración de ácidos o bases en función de la reacción de neutralización:

La titulación con una solución alcalina se llama alcalimetría, y la titulación con una solución ácida se llama acidimetría . En la determinación cuantitativa de ácidos ( alcalimetría ) - la solución de trabajo es una solución alcalina NaOH o KOH, en la determinación cuantitativa de álcali (acidimetría) la solución de trabajo es una solución de un ácido fuerte (normalmente HCl o H 2 SO 4 ).

Titulación de punto final

El punto final de la titulación se determina de la siguiente manera:

• visual - utilizando indicadores ácido-base
• potenciométricamente
• conductimétricamente
• espectrofotométricamente

Cuando se utilizan indicadores, estos últimos se seleccionan de modo que su punto de equivalencia de pH esté en el medio del salto de pH de la titulación. En este caso, el rango de pH del salto de titulación es mayor, más fuerte es el ácido (base) titulable y mayor es la precisión de la titulación. Para ácidos débiles (bases), el salto de titulación es menor y puede aumentar debido a reacciones de complejación: por ejemplo, la titulación de ácido bórico débil se lleva a cabo en presencia de manitol.

La valoración de ácidos débiles (pK a >7) y bases débiles (pK b ) se lleva a cabo en disolventes no acuosos, en los que se mejoran sus propiedades ácidas (básicas). En el caso de ácidos débiles, estos son, por ejemplo, etilendiamina y dimetilformamida , en el caso de bases débiles, ácido fórmico y ácido acético glacial .

Además de determinar la concentración de ácidos y bases inorgánicos y orgánicos, la titulación ácido-base se utiliza para determinar los grupos funcionales de los compuestos orgánicos ( grupos carboxilo , sulfo y amino , etc.).

Valoración de un ácido/base fuerte con un ácido/base fuerte

El pH de una solución viene determinado por la concentración de ácido / base que queda en exceso.

Al comienzo de la titulación, el pH de la solución cambia ligeramente, luego, a medida que se acerca al punto de equivalencia , el pH comienza a aumentar rápidamente. El salto de pH de una titulación es grande y depende de la concentración de los reactivos: a medida que disminuyen, la magnitud del salto disminuye.

Cuando se titula una base fuerte con un ácido fuerte, la curva de titulación es una imagen especular.

El punto de equivalencia coincide con el punto neutro.

Ejemplo (valoración de un ácido fuerte con una base fuerte):

• Antes de TE, el valor del pH se determina solo por los iones de hidrógeno debido a un ácido fuerte no titulado, ya que se pueden despreciar otras fuentes ( autoprotólisis del agua ; dióxido de carbono absorbido del aire). El pH se puede calcular mediante la fórmula: pH \u003d - lgc 0 - lg (1-f), donde c 0 es la concentración inicial de una solución de ácido fuerte, f es el grado de titulación;
• En FC, el valor de pH está determinado por los iones de hidrógeno suministrados debido a la autoprotólisis del agua (asumiendo que no se absorbe CO 2 ): pH = ½pK w , donde K w es la constante de autoprotólisis del agua;
• Para TE, el valor de pH está determinado por el exceso del titulador agregado , una base fuerte según la fórmula: pH = pK w + lgc T + lg (f-1), donde c T es la concentración del titulador [1 ] .

Valoración de un ácido monobásico débil con una base fuerte/base débil con un ácido fuerte

El pH de una solución se define como la disociación incompleta de un ácido débil:

hidrólisis de sal en el punto de equivalencia:

y la acción amortiguadora del sistema "ácido débil + sal de un ácido débil". Cuando se titula una solución, el pH aumenta más rápido que cuando se titula un ácido fuerte, el salto de pH es menos pronunciado y el punto de equivalencia está en pH>7 (en la zona alcalina). El salto de pH es más débil, cuanto más débil es el ácido, menor es su concentración y mayor es la temperatura de la solución.

Cuando se titula una base débil con un ácido fuerte, la curva de titulación se refleja: el pH de la solución disminuye y el punto de equivalencia está en pH<7.

Titulación de ácidos y bases polibásicos

El comportamiento del pH en la curva de titulación está influenciado por varios pasos de disociación ácido/base y por la acción amortiguadora de las sales intermedias. Hay varios saltos de titulación débiles en la curva.

Notas

1. ↑ Fundamentos de Química Analítica, 2004 .

Literatura

• Enciclopedia Química / Ed.: Knunyants I.L. y otros.- M .: Enciclopedia soviética, 1990. - T. 2 (Daf-Med). — 671 pág. — ISBN 5-82270-035-5 .
• Vasiliev V.P. Química analítica. Parte 1. Métodos de análisis gravimétricos y volumétricos. - M. : Escuela superior, 1989. - 320 p. - 40.000 copias.  - ISBN 5-06-000066-4 .
• Fundamentos de química analítica / ed. Yu. A. Zolotova . - 3º, revisado. y adicional - M. : Superior. escuela, 2004. - T. 2. - 503 p. — (Libro de texto universitario clásico).

Enlaces

• Cálculo de curvas de titulación ácido-base: fundamentos teóricos Archivado el 16 de junio de 2015 en Wayback Machine .