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Valoración ácido-base

Educación secundaria superiorQuímicaCálculo exacto del equilibrio a 25 °C

Acerca de este experimento

Añade hidróxido de sodio desde una bureta a 25 ml de ácido, gota a gota o con la llave abierta, y observa cómo se dibuja la curva de valoración. El pH se calcula exactamente a partir del balance de cargas, por lo que el pronunciado salto en el punto de equivalencia y la región tampón de un ácido débil aparecen tal como lo harían en un experimento real realizado cuidadosamente.

Objetivos de aprendizaje

  • Leer el punto de equivalencia en una curva de valoración
  • Comparar las curvas de un ácido fuerte y uno débil valorados con una base fuerte
  • Elige un indicador cuyo cambio de color se sitúe dentro de la parte más pronunciada de la curva
  • Calcula una concentración desconocida a partir del volumen de equivalencia

Cómo usarlo

  1. 1Selecciona en el panel el ácido, su concentración y la concentración de NaOH.
  2. 2Usa +2 mL para avanzar rápidamente al principio y, después, añade gotas de una en una cuando el pH empiece a subir.
  3. 3Observa cuándo cambia de color el indicador y compáralo con la línea de equivalencia.
  4. 4Cambia al ácido acético y repite. Observa el pH inicial más alto y la pendiente suave de la zona tampón.

El modelo

En el punto de equivalencia, los moles de ácido son iguales a los moles de base.
Se resuelve el balance de cargas para obtener el pH a cada volumen.
Zona tampón de un ácido débil (Henderson-Hasselbalch)

Supuestos

  • La temperatura es de 25 °C, por lo que Kw = 1.0 × 10⁻¹⁴.
  • El ácido acético tiene Ka = 1.8 × 10⁻⁵. Se ignoran los efectos de actividad.
  • Los volúmenes se suman exactamente y una gota equivale a 0.05 mL.

Pruébalo en clase

  1. Q1¿Por qué el pH en el punto de equivalencia es 7 para HCl, pero superior a 7 para el ácido acético?
  2. Q2¿Qué indicador da un resultado deficiente en la valoración del ácido débil y por qué?
  3. Q3A la mitad del volumen de equivalencia, lee el pH de la curva del ácido acético. ¿A qué constante equivale?
  4. Q4Duplica la concentración de NaOH. ¿Cómo cambia el volumen de equivalencia?

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre el punto final y el punto de equivalencia?

En el punto de equivalencia, los moles de base son iguales a los moles de ácido. En el punto final, el indicador cambia de color. Un buen indicador hace que ambos puntos coincidan casi por completo.

¿Por qué la curva asciende tan pronunciadamente cerca del punto de equivalencia?

Casi todo el ácido se ha consumido, así que una sola gota de base cambia la concentración de iones hidrógeno en varios órdenes de magnitud.

¿Se calcula o se aproxima el pH?

Se calcula resolviendo numéricamente el balance de carga completo, sin las simplificaciones habituales, por lo que es preciso en toda la curva.