Fundamentos y aplicaciones de las volumetrías en química analítica

1. Fundamento de las Volumetrías

Las volumetrías son técnicas analíticas que permiten determinar la cantidad de una sustancia problema A mediante la medida del volumen de una disolución de reactivo R de concentración conocida.

2. Proceso de Valoración

Consiste en la adición lenta de la disolución patrón de reactivo desde una bureta a una disolución que contiene al analito, hasta que la reacción entre los dos es completa. El volumen consumido de reactivo se relaciona con la cantidad de analito.

3. Requisitos de una Reacción Química para Volumetrías

• Reacción estequiométrica
• Reacción cuantitativa (equilibrio reaccionado hacia la derecha)
• Reacción rápida
• Fácil detección (del punto final)
• No producir reacciones secundarias
• Debe ser específica
• Al terminar la reacción debe haber un cambio marcado en alguna propiedad (como el color)

4. Diferencia entre Punto de Equivalencia y Punto Final

El punto de equivalencia es el momento en el que la cantidad de agente valorante añadido es químicamente equivalente a la cantidad de analito en la muestra, mientras que el punto final es el momento en que debido al volumen de valorante añadido el sistema indicador avisa de que la reacción de valoración se ha completado.

5. Requisitos de una Sustancia Patrón Primario

• Elevado grado de pureza
• Ausencia de moléculas de hidratación
• Estabilidad atmosférica (no se alteran al aire ni por acción de la luz)
• Razonablemente soluble en medio de valoración
• Fácil de adquirir y económico
• Masa molecular razonablemente elevada

Es necesario utilizar este tipo de reactivos porque es una sustancia que debido a sus propiedades físico-químicas actúa como material de referencia en los métodos volumétricos.

6. Factor de una Disolución

Es la relación entre la concentración real de reactivo y la preparada por pesada o dilución.

7. Importancia de la Elección del Indicador

Porque el salto en la curva de valoración debe coincidir con el viraje del indicador.

8. Efecto del pK en el Cambio del Punto de Equivalencia

A medida que aumenta el pK de la especie valorada, se reduce la magnitud del cambio en el punto de equivalencia porque a medida que aumenta el pK también aumenta el pH.

9. Comparación de Valoraciones de HCl y Ácido Acético

1. Verdadero: El pH en el punto de equivalencia es mayor en la valoración del ácido acético porque es un ácido débil.
2. Falso: El pH de partida en ambas valoraciones es diferente porque el pH de los ácidos fuertes es inferior al de los ácidos débiles.
3. Falso: Se consume el mismo volumen de valorante porque ambas valoraciones presentan un mismo volumen inicial.
4. Falso: Para el ácido fuerte sí que se puede utilizar el azul de bromotimol, pero para el ácido débil, como el viraje será en un pH superior a 7, utilizaremos un indicador cuyo intervalo de viraje esté comprendido en valores a partir de 7 como, por ejemplo, azul de timol.

10. Diferencias entre Curvas de Valoración de Ácidos Fuertes y Débiles

• El pH inicial es mayor en el ácido débil.
• La amplitud de la zona de alta pendiente es menor en el ácido débil.
• El pH del punto de equivalencia es 7 en los ácidos fuertes y superior a 7 en los débiles.

11. Justificación de la Afirmación sobre el Cambio de pH para el Punto Final

La afirmación es cierta porque cada indicador tiene un intervalo de viraje que es la zona en la que se produce la transición entre los colores y que es característica de cada indicador.