Unidades de concentración

% m/m, % m/v, % v/v, M, m, N, ppm

%𝑚

𝑚=

𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

100 𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 %

𝑚

𝑣=

𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

100 𝑚𝐿 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛

%𝑣

𝑣=

𝑚𝐿 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

100 𝑚𝐿 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑀 =

𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

1 𝐿 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛

𝑚 =𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

1 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑁 =

𝑛° 𝑑𝑒 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

1 𝐿 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛

𝑝𝑝𝑚 =𝑚𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

1 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛

Repaso de equilibrio químico

aA + bB cC Keq

𝐾𝑒𝑞 =𝐴 𝑎 𝐵 𝑏

𝐶 𝑐

Ejemplos:

CH3COOH + H2O CH3COO- + H3O+ Keq

H2O + H2O OH- + H3O+ Kw

𝐾𝑤 = 𝐻3𝑂+ 𝑂𝐻− A 25°C, Kw = 10-14

Continúa en pizarrón

El ácido acético se disocia según Ka

𝛼 =𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑢𝑛𝑎 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑒

𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑎𝑛𝑎𝑙í𝑡𝑖𝑐𝑎

El EDTA se utiliza para titulaciones complejométricas. De aquí se deduce que en complejometrías el pH del medio va a ser un parámetro importante

Volumetría

Es una técnica que permite conocer la concentración de una solución a través del desplazamiento del equilibrio en dicha solución por agregado de un agente titulante

Titulante: solución valorada. Esto significa que es una solución cuya concentración conozco con buena precisión y exactitud por haberla valorado previamente.

Titulado: solución cuya concentración quiero conocer.

Bureta: material volumétrico. Me permite medir el volumen de titulante con buena precisión y exactitud.

Si tengo que titular una solución, ¿qué volumen de bureta me conviene gastar?

Ejemplo:

CH3COOH + H2O CH3COO- + H3O+

NaOH OH- + Na+

Titulado

Titulante

El titulante, hidróxido de sodio, está completamente disociado y va a reaccionar con el H+

liberado en el equilibrio ácido base del acético.

Como consecuencia de lo anterior, el equilibrio ácido-base del acético se desplaza hacia productos (Le Chatelier). El proceso termina cuando el ácido acético reaccionó completamente con una cantidad equivalente de hidróxido de sodio.

Esto se resume en la siguiente igualdad:

n° de equivalentes de titulante = n° de equivalentes de titulado

La situación en la cual se cumple la igualdad anterior, se denomina PUNTO DE EQUIVALENCIA

Punto teórico no determinable experimentalmente

Se puede asociar el punto de equivalencia a algún cambio perceptible en el sistema que me indique que se alcanzó el punto de equivalencia.

La situación en la cual se observa un cambio en el sistema que da cuenta de que se alcanzó el punto de equivalencia se denomina PUNTO FINAL de la titulación

Punto final de una titulación de un ácido Luego de pasado el punto final

¿Cómo hacer para poder percibir que la titulación llegó al final?

Indicadores: sustancias que agregadas al sistema en pequeñas cantidades, permiten apreciar el punto final de la titulación por cambios en su color o en la turbidez del sistema

Ejemplos:

Fenolftaleína, un indicador usado para titulaciones ácido-base. Cambia de incoloro a rosa cuando el pH está alrededor de 8.

InH + OH- In- + H2O

Forma incolora Forma rosa

Indicadores ácido-base

Indicadores complejométricos

Negro de eriocromo T (NET) Murexida formando un complejo con un metal M

NET + M NET-M

Forma azul Forma roja

Indicadores redox

Todos los ejemplos que vimos recién, se utilizan para la detección visual del punto final de una titulación. Dado que el proceso depende de la detección visual de un cambio

en el sistema, el punto de equivalencia es indeterminable experimentalmente y lo que se mide siempre es el punto final. La diferencia entre ambos constituye el error de la

titulación

Titulantes: soluciones patrón

- Estables en el tiempo - Reaccionar rápidamente con el analito - Reaccionar de forma completa y selectiva con el analito

Una solución patrón se obtiene al titular con ella una masa conocida de una sustancia que actúa como patrón primario. Un patrón primario debe cumplir los siguientes requisitos: - Debe estar puro o ser fácilmente purificable - No debe ser higroscópico o volátil y debe ser termoestable - Ser soluble en el solvente de titulación - Tener alta masa molar para minimizar el error de pesada

Ejemplo:

Se valora una solución de hidróxido de sodio 0,01 M para ser utilizada como titulante de un ácido en una volumetría ácido-base. Para valorar el NaOH se utiliza como patrón primario al biftalato de potasio.

Se pesa una cantidad conocida de biftalato de potasio y se coloca en el erlenmeyer con una cantidad de agua. Se titula este sistema con la solución de NaOH cuya concentración se quiere conocer. Dado que conocemos con mucha precisión y exactitud la masa de biftalato que usamos, es decir el n° de moles, se puede

afirmar que ese mismo número de moles estaba en el volumen gastado de NaOH de concentración incógnita.

Cálculos en valoraciones

n° de equivalentes de titulante = n° de equivalentes de titulado

Solución de NaOH 0,01 M (f = 0,997). Se gastan 20,00 mL

18,00 mL de solución de HCl que se quiere valorar + un poco de agua + gotas de indicador ácido-base

Resolvamos el caso en la pizarra

Se valoraron 100 ml de una muestra de agua a pH 10,00 en presencia de NET con solución de EDTA 0,0500 M consumiéndose 8,50 ml. Calcular la dureza de la muestra de agua, expresada en ppm de CaCO3

Para resolver en clase:

Exactamente 50,00 mL de una solución de HCI requirieron 29,71 mL de una solución 0,01963 M de Ba(OH)2, para alcanzar el punto final, usando como indicador verde de bromocresol. Calcular la molaridad del HCl.

Curvas de titulación

Se grafica alguna función del analito o su concentración en función del volumen de titulante agregado.

Se observa el cambio máximo en la concentración del analito

sigue en pizarra