Fundamentos de la Volumetría Química: Tipos de Valoración y Requisitos de Patrones

Fundamentos y Aplicaciones de los Métodos Volumétricos

Definición de la Determinación Volumétrica

La concentración del analito se determina midiendo su capacidad de reacción con un reactivo empleado como patrón. El reactivo patrón se utiliza normalmente en forma de disolución patrón (de concentración conocida) y debe ser capaz de reaccionar con la sustancia que se analiza. El volumen de disolución patrón requerido para reaccionar completamente con el analito es el parámetro analítico medido.

Disoluciones Patrón (DP)

En un método volumétrico se emplean una o varias disoluciones patrón. La determinación volumétrica implica conocer el volumen necesario de disolución patrón para llevar a cabo la reacción completa con el analito contenido en una cantidad exacta de muestra (ya sea peso para sólidos o volumen para líquidos).

Dado que entre el reactivo patrón y el analito se produce una reacción química, la cantidad gastada de disolución patrón debe ser químicamente equivalente al analito presente en la muestra valorada. Por ello, las disoluciones que vayan a utilizarse como patrones deben determinarse con exactitud.

Tipos de Preparación de las Disoluciones Patrón

1. Preparación Directa: Se pesa una cantidad exacta de reactivo y se disuelve hasta un volumen determinado. Este método requiere el uso de patrones primarios.
2. Preparación Indirecta: Se prepara una disolución de un reactivo y se valora con otra disolución patrón. Este método se utiliza cuando no se dispone de patrones primarios.

Requisitos de los Patrones Químicos

Requisitos del Patrón Primario

Una sustancia se considera patrón primario si cumple las siguientes características:

• Elevada pureza.
• Estabilidad química.
• No ser higroscópico (es decir, no absorber humedad del ambiente).
• Fácil adquisición y bajo precio.
• Elevado peso molecular (para minimizar errores de pesada).
• Ser soluble.

Nota: Las disoluciones patrón suelen prepararse indirectamente debido a la escasez de patrones primarios ideales.

Características de una Disolución Patrón Ideal

Una disolución patrón ideal debe cumplir:

• Debe ser estable, manteniendo su concentración invariable.
• La reacción con el analito debe ser completa y rápida.
• Debe reaccionar solo con el analito.
• Dicha reacción debe estar descrita por una ecuación química ajustada y de estequiometría sencilla (reacciones cuantitativas).

Clasificación de los Métodos Volumétricos

La clasificación de los métodos volumétricos se realiza en función de la reacción química que se produce:

1. Según la reacción entre el reactivo patrón y el analito:
   • Valoraciones de Neutralización (o Volumetrías Ácido-Base): Cuando la reacción es una neutralización.
2. Según el reactivo patrón empleado:
   • Acidimetrías o Alcalimetrías.
   • Valoraciones Redox (Oxidación-Reducción).
   • Valoraciones de Precipitación.
   • Valoraciones Complexométricas.

Métodos de Trabajo en Volumetrías

Existen tres metodologías principales para llevar a cabo una valoración:

Métodos Directos

El analito se valora directamente con una disolución patrón.

Métodos Indirectos

Se añade un reactivo que reacciona con el analito, y posteriormente se valora el producto de reacción resultante con una disolución patrón.

Métodos por Retroceso (o Retrotitulación)

Se añade un exceso conocido de reactivo patrón y, posteriormente, se valora dicho exceso con otra disolución patrón.