Conceptos Clave en Titulaciones Químicas: Conductimetría y Potenciometría
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Conceptos Fundamentales en Titulaciones Químicas
¿Cómo determinar la concentración de un ácido débil mediante conductimetría?
La concentración del ácido débil se determina en el punto de equivalencia, que en una titulación conductimétrica se identifica como el punto donde la curva de conductancia comienza a subir bruscamente después de un mínimo, o mediante la intersección de los tramos lineales antes y después de dicho punto.
Precauciones en Titulaciones Conductimétricas y Tratamiento de Datos
- Asegurar la inmersión total de la sonda conductimétrica.
- Realizar la calibración del electrodo y calcular la constante de la celda antes de cualquier medición.
- Valorar un estándar (por ejemplo, una disolución de NaOH) para verificar el procedimiento.
Es importante recordar que en las titulaciones conductimétricas, los valores absolutos de conductividad no son críticos, ya que solo desplazan la curva en el eje Y sin afectar el volumen de equivalencia (eje X). Lo fundamental es la forma de la curva y la identificación precisa del punto de equivalencia.
Uso del Ftalato Ácido de Potasio (KHP)
El ftalato ácido de potasio (KHP) se utiliza como patrón primario para estandarizar la disolución de hidróxido de sodio (NaOH).
Significado del Salto Brusco en Curvas de Titulación Potenciométrica
El salto brusco en la curva de pH vs. volumen de NaOH representa el punto de equivalencia de la titulación, donde las especies ácidas y básicas han reaccionado estequiométricamente.
pKa del Ácido Fosfórico
El ácido fosfórico (H₃PO₄) tiene tres valores de pKa porque es un ácido triprótico, lo que significa que posee tres hidrógenos ionizables.
Efecto del KCl en la Titulación
La titulación se repite con y sin cloruro de potasio (KCl) para observar el efecto de la fuerza iónica y el equilibrio iónico sobre los valores de pKa.
Diferencias en la Titulación de Bebidas Carbonatadas
Al titular una bebida cola con y sin gas, se esperan las siguientes diferencias:
- La bebida con gas presentará un pH inicial menor debido a la presencia de ácido carbónico (H₂CO₃) formado por el CO₂ disuelto.
- La presencia de CO₂ disuelto en la bebida carbonatada puede afectar la forma de la curva de titulación y los puntos de equivalencia.
Limitaciones del Electrodo de Vidrio a pH Elevados
No se recomienda titular por encima de pH 10 con un electrodo de vidrio debido al error alcalino. A pH muy altos, la concentración de iones sodio (Na⁺) en la disolución puede interferir con la respuesta del electrodo, llevando a lecturas de pH erróneas (generalmente más bajas de lo real).
Concepto y Unidad de la Conductimetría
La conductimetría mide la conductancia eléctrica de una disolución. Su unidad en el Sistema Internacional es el Siemens (S).
Uso de Corriente Alterna en Conductimetría
Se utiliza corriente alterna (CA) en conductimetría en lugar de corriente continua (CC) para evitar reacciones de oxidación-reducción (redox) y la formación de depósitos en la superficie de los electrodos, lo que aseguraría mediciones más estables y precisas.
Forma de la Curva de Titulación Conductimétrica (HCl con NaOH)
En una titulación de ácido clorhídrico (HCl) con hidróxido de sodio (NaOH), la curva de conductancia vs. volumen presenta una forma de "V". La conductancia disminuye hasta alcanzar el punto de equivalencia y, posteriormente, aumenta.
Titulación Conductimétrica de una Mezcla de Ácidos (HCl y HAc)
Cuando se titula una mezcla de ácido clorhídrico (HCl, ácido fuerte) y ácido acético (HAc, ácido débil), la curva conductimétrica mostrará dos cambios de pendiente o puntos de inflexión claros:
- El primer cambio corresponde a la neutralización del HCl.
- El segundo cambio corresponde a la neutralización del HAc.
Determinación del Punto de Equivalencia en Conductimetría
El punto de equivalencia en una titulación conductimétrica se determina mediante la intersección de los dos tramos lineales de la curva (uno antes y otro después del mínimo o punto de inflexión).
Información Obtenida con Disoluciones Patrón de KCl
Las disoluciones patrón de cloruro de potasio (KCl) se utilizan para determinar la constante de celda del conductímetro, un valor esencial para obtener mediciones de conductividad precisas.
Efecto de la Dilución en la Conductancia
La dilución de una disolución electrolítica generalmente disminuye su conductividad, ya que reduce la concentración de iones portadores de carga por unidad de volumen.
Orden Creciente de Conductividad del Agua
El orden creciente de conductividad eléctrica entre los diferentes tipos de agua es el siguiente:
Agua Milli-Q < Agua Desionizada < Agua Destilada < Agua Potable