Seminario teÃrico prÃctico Curvas

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Generalidades del análisis volumétrico. 
Curvas de Titulación Acido-Base
¿Qué es una 
Valoración?
Las valoraciones se basan en la reacción que se da
entre un analito (valorando) y un reactivo estándar
conocido como titulante (valorante).
Dicha reacción tiene una estequiometría conocida y
reproducible. En una valoración se determina el
volumen o la masa de valorante necesaria para
reaccionar completamente con el valorando, y este dato
se utiliza posteriormente para calcular la cantidad de
analito.
Tipos de Valoración
Las valoraciones coulombimétricas,
el “reactivo” es una corriente
eléctrica de magnitud conocida que
consume
al analito.
Gravimétricas CoulombimétricasVolumétricas
Las valoraciones volumétricas
involucran la medición del volumen
de una disolución de concentración
conocida que es necesario para
reaccionar completamente con el
analito
Las valoraciones gravimétricas se
mide la masa de dicho reactivo en
lugar de su volumen.
El punto de equivalencia de una valoración es el punto teórico que se alcanza cuando la cantidad de valorante añadido es químicamente equivalente a la
cantidad de analito en la muestra. Es imposible determinarlo experimentalmente, si se puede estimar su posición, al observar un cambio físico, por
ejemplo cambio de color, relacionado con la condición de equivalencia. Este cambio se conoce como punto final de la valoración. 
Algunos términos importantes
Valorante Un valorante o disolución patrón es un reactivo de concentración conocida que se usa para realizar una valoración. La valoración se efectúa agregando lentamente el valorante desde una bureta a la solución del analito hasta que se establece que la reacción entre ambos se completó. 
Valorando El valorando es la especie química de interés (analito) cuya concentración se quiere determinar en la muestra. 
Punto de equivalencia
Y Punto final
En la condición ideal el punto de equivalencia y el punto final deberían ser iguales, sin embargo esto es muy difícil desde el punto de vista experimental 
y la diferencia entre ambos puntos es lo que se conoce como error de titulación.Error de titulación
Requisitos para que una 
reacción química pueda 
utilizarse en una 
titulación volumétrica
- La reacción entre el valorando y el valorante debe ser completa e instantánea (Kequilibrio >
104), debe completarse antes del siguiente agregado de valorante.
- La reacción debe ser estequiométrica y bien definida.
- No deben producirse reacciones secundarias y ha de transcurrir rápidamente.
- En la zona del punto de equivalencia se deben producir cambios bruscos en las
concentraciones relativas de valorante y valorando lo que va acompañado de cambios en alguna
propiedad física o eléctrica de la solución.
- Se debe poder detectar claramente y con exactitud el momento en que se alcanza la
completitud de la reacción, sea porque el sistema lo manifiesta el mismo o se cuenta con algún
método que permite evidenciarlo.
Clasificación según el tipo de equilibrio químico
Volumetrías ácido – base Volumetrías por precipitación
Volumetrías por formación de 
complejos o quelatos
Volumetrías por 
óxido - Reducción
Fundamento es la reacción de 
neutralización
𝐻+ + 𝑂𝐻−⇆ 𝐻2𝑂
Fundamento es la formación de un 
precipitado 
𝐴𝑔+ + 𝐶𝑙−⇆ 𝐴𝑔𝐶𝑙 ↓
Fundamento es la formación de un 
complejo 
𝑌−4 𝑖𝑜𝑛 𝐸𝑑𝑒𝑡𝑎𝑡𝑜
𝑀𝑔+2 + 𝑌−4⇆ 𝑀𝑔𝑌2−
Fundamento es la transferencia de 
electrones
𝐻𝐴𝑆𝑂3
−2 + 𝐼3
− + 𝐻2𝑂 ⇆ 𝐻𝐴𝑆𝑂4
−2 + 3𝐼− + 2𝐻+
La valoración indirecta es un proceso en 
el cual se utiliza un compuesto que actúa 
como intermediario entre el valorante y 
el valorando. Dicho intermediario se 
agrega en exceso para reaccionar 
completamente con el analito y el 
producto formado es luego titulado con la 
solución valorante.
Clasificación según la metodología
Directa Indirecta Retroceso o retorno Desplazamiento
La valoración por retroceso es
un proceso en el que se agrega un exceso
conocido de valorante para que reaccione
completamente con el analito y luego el
exceso de valorante se determina por
medio de una valoración con un segundo
valorante.
La valoración por desplazamiento implica
la reaccion entre el analito y el valorante, 
que desplaza al analito de su union previa 
con otro compuesto. 
La valoración directa es un proceso en el 
cual el valorante reacciona directamente 
con el analito en estudio. 
Titulaciones Ácido-Base
Una titulación ácido-base está basada en una reacción de 
NEUTRALIZACIÓN en la que se hace reaccionar UN ÁCIDO 
CON UNA CANTIDAD EQUIVALENTE DE BASE. 
𝐻+ + 𝑂𝐻−⇆ 𝐻2𝑂
Ecuación de Titulación
En el Punto de equivalencia
𝒏°𝒎𝑬𝒒 𝑯+ = 𝒏°𝒎𝑬𝒒 𝑶𝑯−
Ácido Fuerte-Base Fuerte Ácido débil Monoprótico-Base fuerte Ácido débil poliprótico-base fuerte
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00
pH
Volumen de valorante (mL)
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00
pH
Volumen de valorante (mL)
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00
pH
Volumen de valorante (mL)
Curvas de titulación
Concepto de Fracción titulada
La fracción titulada (ft) representa que parte o fracción del total de sustancia a valorar ya ha reaccionado con el valorante.
𝑓𝑡 = 𝑓𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑡𝑖𝑡𝑢𝑙𝑎𝑑𝑎 =
𝑛°𝑚𝐸𝑞 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒
𝑛°𝑚𝐸𝑞 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑎𝑛𝑑𝑜
valores de ft < 1 no se llegó al punto de equivalencia
valores de ft =1 en el punto de equivalencia
valores de ft >1 se ha añadido exceso de valorante
Solo tengo el ÁCIDO FUERTE
1- Al inicio de la titulación (ft=0)
Cálculos – AF/BF
1- Al inicio de la titulación
2- 5,00 mL de Vte
3- 10,00 mL de Vte
4-15,00 mL de Vte
Ácido Fuerte - base fuerte
𝐻+ = 𝐶𝑎 𝑝𝐻 = −𝑙𝑜𝑔 𝐻+
Exceso de ÁCIDO FUERTE
1- Al agregar 5 mL de Vte (ft=0,5)
Cálculos – AF/BF
1- Al inicio de la titulación
2- 5,00 mL de Vte (Antes del pto de Eq)
3- 10,00 mL de Vte
4-15,00 mL de Vte
Ácido débil monoprótico-base fuerte
𝑝𝐻 = −log
𝑛° 𝑚𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐻+ − 𝑛°𝑚𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑂𝐻−
𝑉𝑡
𝐻+ = 𝐶𝑎 𝑝𝐻 = −𝑙𝑜𝑔 𝐻+
La neutralización es COMPLETA
1- En el punto de equivalencia (ft=1)
Cálculos – AF/BF
Ácido débil monoprótico-base fuerteÁcido fuerte-base fuerte
1- Al inicio de la titulación
2- 5,00 mL de Vte (Antes del pto de Eq)
3- 10,00 mL de Vte (En el pto de Eq)
4-15,00 mL de Vte
𝑝𝐻 = −log
𝑛° 𝑚𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐻+ − 𝑛°𝑚𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑂𝐻−
𝑉𝑡
𝐻+ = 𝐶𝑎 𝑝𝐻 = −𝑙𝑜𝑔 𝐻+
𝐻+ = 𝑂𝐻− 𝑝𝐻 = −𝑙𝑜𝑔 𝐾𝑤
Exceso de BASE FUERTE
1- Después del punto de equivalencia (ft=1,5)
Cálculos – AF/BF
Ácido débil monoprótico-base fuerteÁcido fuerte-base fuerte
1- Al inicio de la titulación
2- 5,00 mL de Vte (Antes del pto de Eq)
3- 10,00 mL de Vte (En el pto de Eq)
4-15,00 mL de Vte (Después del pto de Eq)
𝑝𝐻 = −log
𝑛° 𝑚𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐻+ − 𝑛°𝑚𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑂𝐻−
𝑉𝑡
𝐻+ = 𝐶𝑎 𝑝𝐻 = −𝑙𝑜𝑔 𝐻+
𝐻+ = 𝑂𝐻− 𝑝𝐻 = −𝑙𝑜𝑔 𝐾𝑤
𝑝𝑂𝐻 = −log
𝑛° 𝑚𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑂𝐻−−𝑛°𝑚𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐻−
𝑉𝑡
𝑝𝐻 = 14 − 𝑝𝑂𝐻
Efecto de la concentración de los reactivos
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00
pH
Volumen de la base (mL)
Titulación AF/BF. Efecto de la concentración
0,1 M 0,01 M 0,001 M 0,0001 M
Ácido Fuerte-Base Fuerte Ácido débil Monoprótico-Base fuerte Ácido débil poliprótico-base fuerte
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00
pH
Volumen de valorante (mL)
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00
pH
Volumen de valorante (mL)
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00
pH
Volumen de valorante (mL)
Curvas de titulación
Solo tengo el ÁCIDO DÉBIL
1- Al inicio de la titulación (ft=0)
1- Al inicio de la titulación
2- 5,00 mL de Vte
3- 10,00 mL de Vte
4-15,00 mL de Vte
Ácido débil monoprótico-base fuerte
𝐻+ = 𝐾𝑎 × 𝐶𝑎 𝑝𝐻 = −𝑙𝑜𝑔 𝐻
+0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
11,00
12,00
13,00
14,00
0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00
pH
Volumen de valorante (mL)
2- 5,00 mL de Vte (ft=0,5)
Tenemos un ácido y su base conjugada BUFFER
1- Al inicio de la titulación
2- 5,00 mL de Vte (Antes del pto de Eq)
3- 10,00 mL de Vte
4-15,00 mL de Vte
Ácido débil monoprótico-base fuerte
𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑎 + 𝑙𝑜𝑔
𝑛° 𝑚𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐴−
𝑛°𝑚𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐻𝐴
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
11,00
12,00
13,00
14,00
0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00
pH
Volumen de valorante (mL)
𝐻+ = 𝐾𝑎 × 𝐶𝑎 𝑝𝐻 = −𝑙𝑜𝑔 𝐻
+
3- 10,00 mL de Vte (ft=1)
Tenemos la hidrólisis de la BASE CONJUGADA
1- Al inicio de la titulación
2- 5,00 mL de Vte (Antes del pto de Eq)
3- 10,00 mL de Vte (pto de Eq)
4-15,00 mL de Vte
Ácido débil monoprótico-base fuerteÁcido débil monoprótico-base fuerte
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
11,00
12,00
13,00
14,00
0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00
pH
Volumen de valorante (mL)
𝐻+ = 𝐾𝑎 × 𝐶𝑎 𝑝𝐻 = − log 𝐻
+
𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑎 + 𝑙𝑜𝑔
𝑛° 𝑚𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐴−
𝑛°𝑚𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐻𝐴
𝑂𝐻− =
𝐾𝑏 × 𝐶𝑎 × 𝑉𝑖
𝑉𝑓
𝑝𝐻 = 14 − log 𝑂𝐻−
4- 15,00 mL de Vte (ft=1,5)
Tenemos mezcla BASE DÉBIL + BASE FUERTE
1- Al inicio de la titulación
2- 5,00 mL de Vte (Antes del pto de Eq)
3- 10,00 mL de Vte (pto del Eq)
4-15,00 mL de Vte (Después del pto de Eq)
Ácido débil monoprótico-base fuerteÁcido débil monoprótico-base fuerte
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
11,00
12,00
13,00
14,00
0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00
pH
Volumen de valorante (mL)
𝑂𝐻− = 𝐶𝑎𝐵𝐹 + 𝐻𝐴 𝑝𝐻 = 14 − log 𝑂𝐻
−
𝐻+ = 𝐾𝑎 × 𝐶𝑎 𝑝𝐻 = − log 𝐻
+
𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑎 + 𝑙𝑜𝑔
𝑛° 𝑚𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐴−
𝑛°𝑚𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐻𝐴
𝑂𝐻− =
𝐾𝑏 × 𝐶𝑎 × 𝑉𝑖
𝑉𝑓
𝑝𝐻 = 14 − log 𝑂𝐻−
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00
pH
Volumen de la base (mL)
Titulación AD/BF. Efecto de la concentración
0,1 M 0,01 M 0,001 M
Efecto de la concentración de los reactivos
Efecto de la fuerza del ácido
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00
pH
Volumen de la base (mL)
Efecto de la fuerza del ácido
Acido Acético pKa 4,74 Acido Hipocloroso pKa 7,52 Acido Cloroacético pKa 2,87
Comparación curva de titulación de AF/BF vs AD/BF
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00
pH
Volumen de ácido (mL)
Base débil / Acido fuerte1- Al inicio de la titulación
2- 5,00 mL de Vte (Antes del pto de Eq)
3- 10,00 mL de Vte (pto del Eq)
4-15,00 mL de Vte (Después del pto de Eq)
𝐻+ = 𝐶𝑎𝐴𝐹 + 𝐵 𝑝𝐻 = −log 𝐻
+
𝑂𝐻− = 𝐾𝑏 × 𝐶𝑏 𝑝𝐻 = 14 − log 𝑂𝐻
−
𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑎 + 𝑙𝑜𝑔
𝑛° 𝑚𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐵
𝑛°𝑚𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐵𝐻+
𝐻+ =
𝐾𝑎 × 𝐶𝑏 × 𝑉𝑖
𝑉𝑓
𝑝𝐻 = −log 𝐻+
𝑝𝑂𝐻 = 𝑝𝐾𝑏 + 𝑙𝑜𝑔
𝑛° 𝑚𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐵𝐻+
𝑛°𝑚𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐵
Ácido Fuerte-Base Fuerte Ácido débil Monoprótico-Base fuerte Ácido débil poliprótico-base fuerte
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00
pH
Volumen de valorante (mL)
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00
pH
Volumen de valorante (mL)
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00
pH
Volumen de valorante (mL)
Curvas de titulación
1- Al inicio de la titulación
2- Antes del 1er PE 
3- En el 1er pE
4-Después del 1er PE
5-En el 2do PE
6- Después del 2do PE
Ácido débil poliprótico-base fuerte 10 𝑚𝐿 𝐻2𝐴 0,1000 𝑀 𝑐𝑜𝑛 𝑁𝑎𝑂𝐻 0,1000𝑀
𝐾𝑎1 = 2,4 𝑥 10
−4
𝐾𝑎2 = 5,6 𝑥 10
−7
𝐻+ = 𝐾𝑎 × 𝐶𝑎
𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑎1 + 𝑙𝑜𝑔
𝑛° 𝑚𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐻𝐴−
𝑛°𝑚𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐻2𝐴
𝑝𝐻 =
1
2
× 𝑝𝐾𝑎1 + 𝑝𝐾𝑎2
𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑎2 + 𝑙𝑜𝑔
𝑛° 𝑚𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐴2−
𝑛°𝑚𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐻𝐴−
𝑂𝐻− = 𝐾𝑏1 × 𝐶𝑎
𝑂𝐻− = 𝐶𝑎𝐵𝐹 + 𝐻𝐴
−
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
11,00
12,00
13,00
14,00
0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 21,00 22,00 23,00 24,00 25,00
pH
Volumen de valorante (mL)
Solo H2A
H2A/HA-
Solo HA-
A2-/HA-
Solo A2-
A2-/ exc OH-
Bibliografía
• Fundamentos de Química Analítica. Skoog D., West D., Holler F., Crouch S. Cengage Learning, . 9na Ed. 2015.
• Análisis Químico Cuantitativo. Harris D. Reverté, 3ra Ed. 2007.
• Modern Analitycal Chemistry. D. Harvey. Mc Graw Hill, 2000. 
• Química Analítica Cualitativa. Burriel Marti F.,Lucena Conde F., Arribas Jimeno S., Hernández Mendez J. Paraninfo 18va Ed. 2007. 
• Problem Solving in Analytical Chemistry. Hadjiioannou T., Chistian G., Efstathiou C., Nikolelis D. Pergamon Press, 1ra Ed. 1998. 
• Química Analítica, Gary D.Christian. McgGaw-Hill, Interamericana editores, s. a. de c. v. 6ta Ed. 2009.
• Guía de Trabajos Prácticos, Química Analítica-FFyB. UBA
• Guía de Problemas, Química Analítica-FFyB. UBA