mezclas compatibles acido base sept 2018

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Apuntes de la Dra. María del Pilar Haro Vázquez 
 
Aplicaciones de la volumetría ácido-base 
 
La volumetría acido-base o volumetría de neutralización ofrece múltiples 
aplicaciones desde muestras orgánicas, biológicas o inorgánicas, análisis sencillos 
como la determinación de acidez o alcalinidad en muestras como agua, alimentos, 
fármacos, agricultura, etc., de sustancias individuales o en mezclas, hasta la 
determinación de nitrógeno, nitratos, hasta determinación de proteínas. 
 
Determinación de hidróxido, carbonato, bicarbonato y sus mezclas 
compatibles: 
En la determinación de carbonatos se pueden tener varias opciones: 
a) solos ya sea como hidróxido, carbonato o bicarbonato, 
en mezcla de: 
b) carbonato y base fuerte (hidróxido) 
c) carbonato y bicarbonatos 
Los indicadores utilizados para esta determinación generalmente son 
fenolftaleína para la etapa alcalina y anaranjado de metilo para la etapa 
básica. 
El esqueleto básico de esta determinación en un matraz es: 
Para carbonatos puros: 
 
 
Donde V1 = V2 para carbonato como única especie en la muestra. Los cálculos 
requeridos serian: 
𝑚𝐸𝑞 𝐻𝐶𝑙 = 𝑚𝐸𝑞 𝐶𝑂3
−2 
𝑉1(𝑚𝐿𝐻𝐶𝑙 ) ∗ 𝑁𝐻𝐶𝑙 =
𝑚𝑔𝐶𝑂3−2 ∗ 1
𝑃𝑀𝐶𝑂3−2
 
𝑚𝑔𝐶𝑂3−2 = 𝑉1 ∗ 𝑁𝐻𝐶𝑙 ∗ 𝑃𝑀𝐶𝑂3−2 
 
 
 
 
 
 
V1 V2 
HCl
C 
HCl
C 
Apuntes de la Dra. María del Pilar Haro Vázquez 
 
Para el caso del ion bicarbonato en un matraz 
 
 
 
Donde V1=0 mL de HCl, ya que la FF en este punto presentaría una coloración 
incolora y solo presentaría consumo V2 al vire del anaranjado de metilo. 
 
𝑚𝐸𝑞 𝐻𝐶𝑙 = 𝑚𝐸𝑞 𝐻𝐶𝑂3
−1 
𝑉2(𝑚𝐿𝐻𝐶𝑙 ) ∗ 𝑁𝐻𝐶𝑙 =
𝑚𝑔𝐻𝐶𝑂3−1 ∗ 1
𝑃𝑀𝐻𝐶𝑂3−1
 
𝑚𝑔𝐻𝐶𝑂3−1 = 𝑉1 ∗ 𝑁𝐻𝐶𝑙 ∗ 𝑃𝑀𝐻𝐶𝑂3−1 
 
 
En caso de tener hidróxido como única especie en un matraz HCl 
, solo se presentaría consumo cuando se utiliza fenolftaleína como indicador 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
𝑚𝐸𝑞 𝐻𝐶𝑙 = 𝑚𝐸𝑞 𝑁𝑎𝑂𝐻 
 𝑉 (𝑚𝐿𝐻𝐶𝑙 ) ∗ 𝑁𝐻𝐶𝑙 =
(𝑂𝐻)−1
𝑃𝑀
(𝑂𝐻)−1
 
 
 
 
 
 
 
V1 V2 
HCl
C 
HCl
C 
HCl
C 
V 
Apuntes de la Dra. María del Pilar Haro Vázquez 
 
B) Mezcla de carbonatos y base fuerte 
 
 
 
 
 
 
 
El volumen de HCl al vire de la fenolftaleína (VFF) debe a la cantidad requerida por 
el carbonato al pasar a bicarbonato (V1 ) y el consumo en la neutralización del 
hidróxido (Vx), esto es VFF = V1 + Vx 
Si se continúa con la titulación en el mismo matraz con adición de indicador 
anaranjado de metilo se consumirá un volumen inferior al consumido al utilizar 
fenolftaleína como indicador, ya que solo se cuantificarán los bicarbonatos 
formados a partir del carbonato y corresponde a V1, esto es V
AM = V1 
 
VFF>> VAM 
 
 
𝑚𝐸𝑞 𝐻𝐶𝑙 = 𝑚𝐸𝑞 𝐶𝑂3
−2 
𝑉1(𝑚𝐿𝐻𝐶𝑙 ) ∗ 𝑁𝐻𝐶𝑙 =
𝑚𝑔𝐶𝑂3−2 ∗ 1
𝑃𝑀𝐶𝑂3−2
 
𝑚𝑔𝐶𝑂3−2 = 𝑉1 ∗ 𝑁𝐻𝐶𝑙 ∗ 𝑃𝑀𝐶𝑂3−2 
 
Calculo para hidróxido 
 
𝑚𝐸𝑞 𝐻𝐶𝑙 = 𝑚𝐸𝑞 𝑁𝑎𝑂𝐻 
 
𝑉𝑋(𝑚𝐿𝐻𝐶𝑙 ) ∗ 𝑁𝐻𝐶𝑙 =
(𝑂𝐻)−1
𝑃𝑀(𝑂𝐻)−1
∗ 𝑒 
 
V1 
V1 
HCl
lC 
HCl
C 
Vx
XX 
HCl
C 
Apuntes de la Dra. María del Pilar Haro Vázquez 
 
C) Mezcla de Carbonatos y bicarbonatos 
 
 
 
 
 
Para esta mezcla el volumen de HCl al vire de la fenolftaleína (VFF) debe a la 
cantidad requerida por el carbonato al pasar a bicarbonato (V1 ) solamente esto es 
VFF = V1 
Si se continúa con la titulación en el mismo matraz con adición de indicador 
anaranjado de metilo se consumirá un volumen superior al consumido al utilizar 
fenolftaleína como indicador, ya que corresponden a los bicarbonatos que 
provienen del carbonato (V1) y al bicarbonato que está haciendo la mezcla (Vx), 
por lo cual se describe como VAM = V1 + Vx 
 
VFF >> VAM 
 
 
𝑚𝐸𝑞 𝐻𝐶𝑙 = 𝑚𝐸𝑞 𝐶𝑂3
−2 
𝑉1(𝑚𝐿𝐻𝐶𝑙 ) ∗ 𝑁𝐻𝐶𝑙 =
𝑚𝑔𝐶𝑂3−2 ∗ 1
𝑃𝑀𝐶𝑂3−2
 
𝑚𝑔𝐶𝑂3−2 = 𝑉1 ∗ 𝑁𝐻𝐶𝑙 ∗ 𝑃𝑀𝐶𝑂3−2 
 
Para bicarbonato 
𝑚𝐸𝑞 𝐻𝐶𝑙 = 𝑚𝐸𝑞 𝐻𝐶𝑂3
−1 
𝑉𝑋(𝑚𝐿𝐻𝐶𝑙 ) ∗ 𝑁𝐻𝐶𝑙 =
𝑚𝑔𝐶𝑂3−2 ∗ 1
𝑃𝑀𝐶𝑂3−2
 
 
𝑚𝑔𝐻𝐶𝑂3−1 = 𝑉1 ∗ 𝑁𝐻𝐶𝑙 ∗ 𝑃𝑀𝐻𝐶𝑂3−1 
V1 
V1 
HCl
lC 
HCl
C 
HCl
C 
VX 
Apuntes de la Dra. María del Pilar Haro Vázquez 
 
El siguiente diagrama ejemplifica el análisis de carbonatos y sus mezclas 
compatibles en dos matraces. 
 
 
 
 
 
 
 
MEZCLAS DE FOSFATOS 
 
En el análisis de mezclas de fosfatos utilizando sus propiedades ácido-base 
tenemos que tener presentes las constantes de acidez o de basicidad según 
corresponda: 
 




HHH
POHPOPOHPOH
KaKaKa
3
4
2
44243
321
 
Ka1 = 7.5 X 10
-3 
Ka2 = 6.2 X 10
-8 
Ka3 = 4.7 X 10
-13 
 
En base a los valores de las constante de disociación en medio acuoso se puede 
decir que el primer ion hidrógeno es relativamente fuerte, el segundo ion 
Apuntes de la Dra. María del Pilar Haro Vázquez 
 
hidrógeno es débil y el tercer ion hidrógeno es muy débil. Este ultimo es muy 
débil como para ser removido con una solución de hidróxido de sodio, por lo cual 
se considera que en la valoración el último hidrógeno no será valorado con la 
base. 
 
De la misma manera sucede si analizamos la disociación del trifosfato de sodio. 
 




NaNaNa
PONaPOPONaPONa
KbKbKb
3
4
2
44243
321
 
 
Kb1 = 7.5 X 10
-3 
Kb2 = 6.2 X 10
-8 
Kb3 = 4.7 X 10
-13 
 
La constante de basicidad del tercer equilibrio es muy pequeña por lo que se 
considera que es muy débil y no se puede valorar utilizando una solución de 
ácido clorhídrico. Por esta razón en la valoración ácido base con ácido clorhídrico 
se considera que esta etapa no se lleva a cabo. 
 
Uniendo los dos sistemas tenemos: 
 
3
4
2
44243
    POHPOPOHPOH HCl
NaOH
HCl
NaOH 
 
Para determinar las mezclas compatibles debemos considerar todas aquellas 
combinaciones que se pueden presentar sin existir reacción alguna entre los 
componentes. Si comenzamos de izquierda a derecha tenemos que la primera 
mezcla compatible esta dada por los componentes del primer equilibrio 
1. H3PO4 y H2PO4
- 
2. H2PO4
- y HPO4
-2 
3. HPO4
-2 y PO4
-3 
 
Dentro de estas mezclas compatibles también debemos considerar la mezcla de 
un ácido fuerte monofuncional (HA) con el ácido fosfórico o la mezcla de una base 
fuerte monofuncional (BOH) con la sal del fosfato tribásico; lo cual nos daría 2 
mezclas más: 
4. HA y H3PO4 
5. BOH y PO4
-3 
Apuntes de la Dra. María del Pilar Haro Vázquez 
 
VX 
V1 
Para poder diferenciar entre las etapas presentes en este sistema se seleccionan 
indicadores para el punto final de las etapas; estos indicadores son verde de 
bromocresol (VBC) para la etapa ácida y timolftaleína (TF) para la básica 
respectivamente. 
 
Primer caso: Si analizamos la mezcla compuesta por el ácido fosfórico y el 
fosfato monobásico de sodio ( se utilizó sodio solo para facilitar la explicación) 
tenemos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OH
PONaHPOH
NaOH
2
4243

 
 
 
 
 
 
 
Como la cantidad de moles o milimoles de ácido fosfórico que reaccionan con un 
volumen V1 de hidróxido de sodio para formar el fosfato de sodio monobásico, y a 
su vez la cantidad de moles o milimoles que se forman de esta sal son los mismos 
que los de ácido fosfórico iniciales, el volumen de hidróxido de sodio que se 
requiere para pasar de la sal monobásica a la sal dibásica será el mismo. 
Para el segundo paso se toma una muestra igual a la primera utilizando 
timolftaleína como indicador y se titula con la misma solución de hidróxido de 
sodio. Para esta muestra el ácido fosfórico requiere del doble del volumen 
requerido en el paso uno o sea 2V1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
S
eg
u
n
d
o
 
 p
as
o
 
p
as
o
 
Timolftaleína 
P
ri
m
e
r 
 p
a
s
o
 
Verde de 
Bromocresol 
Amarillo 
azul 
V1 
NaH2PO4 
NaH2PO4 NaOH Na2HPO4+ H2O 
V1 
OHOH
HPONaPONaHPOH
NaOHNaOH
22
424243

  
Apuntes de la Dra. María del Pilar Haro Vázquez 
 
 
 
 
 
 
Donde V2 = 2V1 + VX , el valor de VX corresponde al volumen de hidróxido de 
sodio requerido para valorar el fosfato monobásico de sodio que esta formando la 
mezcla. Por lo tanto VX = V2 - 2V1 o expresado de otra manera VX = VTF - 
2VVBC. 
 
Para calcular los mg de ácido fosfórico en esta mezcla se realiza el siguiente 
cálculo: 
43
43
)(
)(
143
43
43
POHNaOH
POHNaOHNaOH
PMMVPOHmg
PMMmLPOHmg
VBCconetapaprimeralaparaNaOHdemmolesPOHdemmoles



 
Para calcular los mg de fosfato monobásico de Sodio (NaH2PO4 ) que componen 
la mezcla se realiza el siguiente cálculo: 
 
42
42
42
)2(
)(
)(
42
42
42
42
PONaHNaOHVBCTF
PONaHNaOHX
PONaHNaOHNaOH
PMMVVPONaHmg
PMMVPONaHmg
PMMmLPONaHmg
TFconetapasegundalaparaNaOHdemmolesPONaHdemmoles




 
 
Segundo caso: Si la mezcla está compuesta por ácido fosfórico y un ácido 
monoprótico fuerte como por ejemplo el ácido clorhídrico tenemos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OHOH
HPONaPONaHPOH
NaOHNaOH
22
424243

  
 
 
Incoloro 
 Azul V2 
Verde de 
Bromocresol 
azul Amarillo 
P
ri
m
er
 
p
as
o
 
 Vx 
 NaOH 
HCl NaCl 
 + H2O V2 
 V1 
Apuntes de la Dra. María del Pilar Haro Vázquez 
 
OHOH
HPONaPONaHPOH
NaOHNaOH
22
424243

  
 
 
 
donde V1 es el volumen de hidróxido de sodio necesario para neutralizar el 
primer ion hidrógeno del ácido fosfórico y el hidrógeno del ácido clorhídrico por lo 
tanto V1 = V2 + VX . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para este caso V1 > V2 Ya que en la segunda etapa, el consumo de hidróxido 
de sodio es ocasionada por la reacción entre el hidróxido de sodio y el fosfato 
monobásico de sodio producido en la primera etapa por el ácido fosfórico. 
 
Los cálculos serian de la siguiente manera: 
 
43
43
)(
.)(
243
43
43
POHNaOH
POHNaOHNaOH
PMMVPOHmg
TFconetapaPMMmLPOHmg
segundalaenobtenidodatodelpartiraNaOHdemmolesPOHdemmoles



 Para calcular los mg de ácido clorhídrico que componen la mezcla se realiza el 
siguiente cálculo: 
 
HClNaOHTFVBC
HClNaOHX
HClNaOHNaOH
PMMVVHClmg
PMMVHClmg
PMMmLHClmg
VBCconetapaprimeralaparaNaOHdemmolesHCldemmoles




)(
)(
)(
 
Incoloro 
 
Azul 
V2 
Timolftaleína 
V1 
S
e
g
u
n
d
o
 p
a
s
o
 
 VX 
HCl NaCl 
NaOH 
V2 
Apuntes de la Dra. María del Pilar Haro Vázquez 
 
 
Tercer caso: En el caso en el que la mezcla esta compuesta por fosfato 
monobásico de potasio y fosfato dibásico de potasio, la valoración se realiza con 
soluciones estándar de hidróxido de sodio y posteriormente con una solución 
estándar de ácido clorhídrico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
En el caso de esta mezcla el fosfato monobasico de sodio reacciona con el 
hidroxido de sodio para formar el fosfato dibasico, si el segundo paso se realiza en 
el mismo matraz, o sea realizar la titulación con ácido clorhídrico, reacciona este 
fosfato dibasico formado en el paso anterior ademas del fosfato dibasico de sodio 
original que esta formando la mezcla. Y los calculos se realizarian de la siguiente 
manera: 
 
42
)(42
42
PONaHNaOHNaOH PMMmLPONaHmg
TFconetapaprimeralaparaNaOHdemmolesPONaHdemmoles


 
 
 
P
ri
m
er
 
p
as
o
 
 NaOH 
NaH2PO4 Na2HPO4 
 + H2O 
Timolftaleína 
Azul Incoloro 
 VNaOH 
Na2HPO4 
S
eg
u
n
d
o
 p
as
o
 
Timolftaleína 
 NaH2PO4 HCl Na2HPO4 
+ NaCl 
 VHCl 
 NaH2PO4 HCl Na2HPO4 
Apuntes de la Dra. María del Pilar Haro Vázquez 
 
42
)(42
42
HPONaNaOHNaOHHClHCl PMMmLMmLPOHNamg
TFconetapasegundalaparaHCldemmolesHPONademmoles


 
 
Si la valoración se realiza en matraces separados o sea un matraz para cada 
etapa con la misma cantidad de muestra es calculo se simplifica ya que en la 
segunda etapa únicamente reacciona el fosfato dibásico de sodio que forma la 
mezcla. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Y él cálculo para el fosfato dibásico de sodio sería: 
 
42
)(42
42
HPONaHClHCl PMMmLPOHNamg
TFconetapasegundalaparaHCldemmolesHPONademmoles


 
 
Cuarto caso: En el caso en el que la mezcla está compuesta por fosfato dibásico 
de sodio, y fosfato de sodio la valoración se realiza con soluciones estándar de 
ácido clorhídrico al vire de la Timolftaleína y posteriormente con una solución 
estándar de ácido clorhídrico al vire del verde de bromocresol 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
S
eg
u
n
d
o
 p
as
o
 
Timolftaleína 
 NaH2PO4 HCl Na2HPO4 
+ NaCl 
 VHCl 
 NaH2PO4 
P
ri
m
er
 
p
as
o
 
 HCl 
Na3PO4 Na2HPO4 
 + H2O 
Timolftaleína 
incoloro Azul 
 VHCl 
Na2HPO4 
Apuntes de la Dra. María del Pilar Haro Vázquez 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
En el caso de esta mezcla el fosfato monobásico de sodio reacciona con el 
hidroxido de sodio para formar el fosfato dibasico, si el segundo paso se realiza en 
el mismo matraz, o sea realizar la titulación con ácido clorhídrico, reacciona este 
fosfato dibasico formado en el paso anterior ademas del fosfato dibasico de sodio 
original que esta formando la mezcla. Y los calculos se realizarian de la siguiente 
manera: 
 
42
)(42
42
PONaHNaOHNaOH PMMmLPONaHmg
TFconetapaprimeralaparaNaOHdemmolesPONaHdemmoles


 
 
 
42
)(42
42
HPONaNaOHNaOHHClHCl PMMmLMmLPOHNamg
TFconetapasegundalaparaHCldemmolesHPONademmoles


 
 
Si la valoración se realiza en matraces separados o sea un matraz para cada 
etapa con la misma cantidad de muestra es cálculo se simplifica ya que en la 
segunda etapa únicamente reacciona el fosfato dibásico de sodio que forma la 
mezcla. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
S
eg
u
n
d
o
 p
as
o
 
Verde de 
bromocresol 
 Na2HPO4 HCl Na2HPO4 
 + NaCl 
 VHCl 
 Na2HPO4 HCl Na2HPO4 
S
eg
u
n
d
o
 p
as
o
 
Timolftaleína 
 NaH2PO4 HCl Na2HPO4 
+ NaCl 
 VHCl 
 NaH2PO4 
Azul Amarillo 
Apuntes de la Dra. María del Pilar Haro Vázquez 
 
Y él cálculo para el fosfato dibásico de sodio sería: 
 
42
)(42
42
HPONaHClHCl PMMmLPOHNamg
TFconetapasegundalaparaHCldemmolesHPONademmoles


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Mezclas ácidas. 
1. a) H3PO4 solo ——— ml de NaOH con TF= 2 (ml de NaOH con VBC) 
2. b) H3PO4 + HCI —— ml de NaOH con TF 
3. c)H3PO4 + H2PO4 —– ml de NaOH con TF>2 (ml de NaOH con VBC) 
 Mezclas básicas 
1. a) PO4 solo ———– ml de HCI con VBC=2 (ml de HCI con TF) 
2. b) PO4 + HPO4 ——– ml de HCI con VBC>2 (ml de HCI con TF) 
3. c) PO4 + NaOH ——– ml de HCI con VBC>2 (ml de HCI con TF) 
 Mezclas intermedias 
1. a) H2PO4 solo ——– ml de NaOH hasta el viraje de TF 
2. b) HPO4 solo ——— ml HCI hasta el viraje de VBC 
3. c) H2PO4 + HPO4 —- se valora una muestra con NaOH y TF hasta color 
azul del indicador añadiendo después VBC y valorando con HCl hasta viraje 
de amarillo, ml de HCI es dos veces mayor que ml de NaOH. 
 
 
 
 
Apuntes de la Dra. María del Pilar Haro Vázquez 
 
PROBLEMA 1 
Una disolución ácida que contiene PO4
-3 necesita 12.25mL de NaOH 0.1N en su 
valoración, hasta el vire VBC. Otra muestra idéntica gasta33.75mL del mismo 
NaOH hasta el punto final de la T.F.; calcular los gramos presentes en cada 
fosfato (de sodio) presentes en la muestra. 
 
PROBLEMA 2 
Se sabe que una muestra de 2gr contiene Na3PO4, Na2HPO4 o mezclas 
compatibles de estas sales con material inerte, y gasta 35mL de NaOH 0.1N al 
vire de la T.F. Otra muestra idéntica gasta 40mL de HCl 0.15N con VBC; calcular 
los % de fosfatos en la muestra. 
 
PROBLEMA 3 
En cada uno de los apartados siguientes, la dilución contiene H3PO4, NaH2PO4, 
Na2HPO4 aislados en mezclas compatibles. Se valora primeramente la muestra 
con NaOH 0.800N y T.F. la disolución resultante se valora