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ANÁLISIS VOLUMÉTRICO ANÁLISIS VOLUMÉTRICO • Es un procedimiento basado en la medida del volumen de reactivo necesario para que reaccione con un analito y poder valorarlo. • La valoración es medir la concentración de un analito a partir del análisis volumétrico con un patrón por medio de una reacción. • La valoración pueden implicar equilibrios ácido-base, de complejación, de precipitación y redox. REQUISITOS PARA UNA VALORACIÓN • Estequiometría definida • Sin reacciones colaterales con participación de los reactivos • Reacción completa • Reacción rápida • Se debe disponer de un método para determinar el punto final REQUISITOS PARA UNA VALORACIÓN REQUISITOS PARA UNA VALORACIÓN PUNTO FINAL Y PUNTO EQUIVALENTE Punto de equivalencia (PE) Se alcanza por combinación estequiométrica de los reactivos. Es el resultado teórico que se busca en una valoración. Punto final (PF) Se mide a través del cambio brusco de alguna propiedad de la solución cuando se alcanza el PE. PUNTO FINAL Y PUNTO EQUIVALENTE PE: N° eq Analito = N° eq Titulante PF: N° eq Analito N° eq Titulante PF PE Diferencia entre PE y PF: error volumétrico meq de base descargados = meq titulados meq de ácido a titular PATRÓN Patrón Primario • De alta pureza • De alto peso molecular • Estable sólido y en solución Patrón Secundario Es una solución de concentración exactamente conocida, estandarizada previamente frente a un patrón primario. VOLUMETRÍAS ÁCIDO-BASE (TITULACIÓN) Es una técnica de análisis que consiste en hacer reaccionar una alícuota precisa de analito de concentración desconocida en forma estequiométrica con un reactivo de concentración bien conocida (patrón) para determinar su concentración. Para conocer el PF se emplean indicadores. VOLUMETRÍAS ÁCIDO-BASE (TITULACIÓN) Los indicadores suelen ser moléculas orgánicas que cambian su estructura según el pH en el que se encuentren. INDICADORES Naranja de metilo INDICADORES INDICADORES Los indicadores se comportan como ácidos o bases débiles, por lo que presentan un equilibrio: 𝐻𝐼𝑛 ⇌ 𝐻+ + 𝐼𝑛− Kin = [H+][In-]/[HIn] color Si [In-] = [HIn] vale la expresión: Kin = [H+] Si aplicamos –log en ambos lados: pKin = pH INDICADORES Por lo tanto, el color de cada especie prevalece en un pH determinado. Graficando un diagrama de especiación: pKin – 1 pKin pKin+1 TITULACIÓN: ÁCIDO FUERTE CON UNA BASE FUERTE • Se base en una reacción de neutralización: b HaA + a B(OH)b ⇌ BaAb + a.b H2O • En realidad, la sal BaAb se encuentra disociada, por lo que la única reacción es: H+ + OH– ⇌ H2O n(ácido) x a = n(base) x b TITULACIÓN: ÁCIDO FUERTE CON UNA BASE FUERTE H+ + OH– ⇌ H2O n(ácido) x a = n(base) x b • Cómo se trabaja con soluciones deducimos: Va . [ácido] . a = Vb . [base] . b • Aunque aún se usa mucho la concentración expresada como Normalidad: Normalidad = Molaridad x n (H u OH) Va . Na = Vb . Nb TITULACIÓN: ÁCIDO FUERTE CON UNA BASE FUERTE Cuando valoramos se calcula la “normalidad verdadera”: Nreal = N . f Es decir, que al titular calculamos el valor de f. Cuanto más cercano sea el valor de f a 1, más correcta fue la preparación de la sc. Por ejemplo: 0,0995N = 0,1N . f f = 0,0995/0,1 = 0,995 f = 1 TITULACIÓN: ÁCIDO FUERTE CON UNA BASE FUERTE En ocasiones se emplea un patrón secundario (una sc estándar) debe considerarse el factor f al realizar los cálculos: Va . Na = Vb . Nb . f Si se emplea un patrón primario y usamos masa, debemos realizar el cálculo con masa (ya que estamos pesando al patrón). Deduzcan una expresión que permita determinar la Normalidad del analito al emplear un patrón primario sólido. TITULACIÓN: ÁCIDO FUERTE CON UNA BASE FUERTE Supongamos la titulación de 20 mL de HCl 0.1 M con NaOH 0.1 M Antes de iniciar la titulación podemos deducir: Antes del PE exceso de H+ Al alcanzar el PE H2O Después del PE exceso de OH - TITULACIÓN: ÁCIDO FUERTE CON UNA BASE FUERTE Antes de iniciar del PE vale: VNaOH = 0 mL y [H+] = CHCl 0 mL < volumen NaOH < 20 mL [H+] = (moles H+-moles OH-)x1000/VTotal TITULACIÓN: ÁCIDO FUERTE CON UNA BASE FUERTE Al alcanzar el PE vale: VNaOH = 20 mL [H+] = 1.10-7M TITULACIÓN: ÁCIDO FUERTE CON UNA BASE FUERTE Al pasar el PE vale: V NaOH > 20 mL [OH-] = (moles OH--moles H+)x1000/VTotal TITULACIÓN: ÁCIDO FUERTE CON UNA BASE FUERTE CURVA DE TITULACIÓN (ÁCIDO MONOPRÓTICO) PE CURVA DE TITULACIÓN (ÁCIDO MONOPRÓTICO) Observe como varía la inflección: 1) HCl 0,1M vs NaOH 0,1M 2) HCl 0,01M vs NaOH 0,01M 3) HCl 0,001M vs NaOH 0,001M TITULACIÓN: BASE FUERTE CON UN ÁCIDO FUERTE La titulación es análoga al caso anterior, pero la construcción de la curva da una imagen especular como se puede observar.
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