Guia de valoració àcid-base, procediment i pictogrames químics

Valoració àcid-base

Què és el valorant? Si la mostra és un àcid, el valorant (el que va a la bureta) és una base, i a l'inrevés. A continuació es detallen les consideracions principals per fer una valoració àcid-base correcta.

Indicadors recomanats

• Fenolftaleïna: s'utilitza habitualment quan es valoren àcids dèbils amb NaOH. Interval de viratge aproximat: 8,2–10.
• Blau de bromotimol: adequat si la valoració és àcid fort/base fort (per exemple, el que vam fer servir al laboratori pel salfumant).
• Taronja de metil: s'empra quan es valora una base dèbil amb un àcid fort (interval de viratge aproximat: 4,8–6,0).

Pipetes i volums de mostra

Tot i que al laboratori es pot usar una pipeta graduada, el correcte és utilitzar una pipeta aforada, ja que són pipetes en què el volum mesurat és exacte. Les pipetes graduades introdueixen un error experimental més gran. El volum de la pipeta que fareu servir sempre ha de ser igual al volum de mostra que indica l'enunciat del problema. Per exemple: si el problema diu que es valoren 10 mL d'àcid acètic, s'ha de dir que "s'agafen 10 mL de mostra d'àcid amb la pipeta aforada".

Material i instrumentació

• Bureta amb peu i pinça per subjectar-la.
• Pipeta aforada (del volum que sigui necessari) i una pera d'aspiració o pipetejador.
• Matràs aforat (del volum que sigui necessari, si l'enunciat del problema ho requereix).
• Erlenmeyer o vas de precipitats (on es posa la mostra que es valora).
• Indicador àcid-base amb un interval de viratge adequat al pH del punt d'equivalència.

En el cas de l'exemple, el pH en el punt d'equivalència serà bàsic perquè l'anió de l'àcid acètic hidrolitza segons:

CH3COO− (aq) + H2O (l) → CH3COOH (aq) + OH− (aq)

Per això l'indicador més comú en aquest cas és la fenolftaleïna, amb interval de viratge entre 8,2 i 10. En cas que es valori una base dèbil amb un àcid fort, es pot fer servir vermell de metil (vermell de metil / roig de metil) amb interval de viratge entre 4,8 i 6,0.

Procediment

1. Omplir la bureta amb la solució valorant, evitant que es formin bombolles d'aire.
2. Enrasar el volum de NaOH a la bureta (a 0 o al volum que es vulgui).
3. Amb la pipeta aforada (i la pera o pipetejador), agafar el volum de mostra que calgui i transvasar-lo a l'Erlenmeyer o al vas de precipitats.
4. Afegir 2–3 gotes de l'indicador a la mostra.
5. Obrir la clau de la bureta i anar afegint la solució valorant, agitant contínuament, fins a observar un canvi de color estable de la solució.
6. Tanques la clau de la bureta i anotes el volum de valorant que s'ha consumit.

Factors que afecten l'equilibri químic

A continuació es resumeixen les nocions principals sobre l'efecte de variables externes en un equilibri químic (principi de Le Chatelier):

• Volum i pressió: en augmentar el volum del recipient disminueix la pressió interior; la reacció es desplaçarà cap on hi ha més mols de gasos per tornar a un nou estat d'equilibri. En disminuir el volum, la pressió augmenta i la reacció es desplaçarà cap on hi ha menys mols de gasos.
• Concentracions: en augmentar la concentració de productes, la reacció es desplaçarà cap a l'esquerra (cap als reactius). En augmentar els reactius, la reacció es desplaçarà cap a la dreta (cap als productes) per restablir l'equilibri.
• Catalitzador: la presència d'un catalitzador afecta la velocitat de reacció però no modifica l'equilibri químic. La constant d'equilibri (Kc) i les concentracions d'equilibri no es modifiquen, només s'accelera l'arribada a l'equilibri.
• Temperatura:
  • En una reacció endotèrmica l'augment de temperatura afavoreix la reacció directa (cap a la dreta), ja que s'està aportant calor.
  • En una reacció exotèrmica l'augment de temperatura afavoreix la reacció inversa (cap a l'esquerra), i per tant el rendiment del producte en la reacció directa disminueix.

Exemple relacionat amb l'amoniac (NH3): en una reacció exotèrmica com la síntesi d'NH3, el valor de Kc disminuirà amb l'augment de la temperatura. A baixes temperatures el rendiment d'NH3 serà més gran perquè la constant i l'equilibri afavoreixen la seva formació; però temperatures molt baixes redueixen la velocitat de reacció (hi ha menys xocs efectius). Per tant, en la pràctica es busca un compromís entre velocitat i rendiment, usualment amb catalysts i condicions de pressió elevades.

Pictogrames de risc i descripció