Por John Brennan • Actualizado el 30 de agosto de 2022

Cuando los químicos necesitan determinar la concentración de una especie disuelta, normalmente emplean la titulación. Al agregar un reactivo que reacciona cuantitativamente con el analito hasta que la reacción alcanza el punto de equivalencia, el químico puede volver a calcular la concentración original.

Paso 1:identificar la fuerza del ácido o la base

Determine si el analito y el valorante son fuertes o débiles. Un ácido fuerte dona completamente protones; una base fuerte los acepta plenamente. Los ácidos fuertes comunes incluyen HCl, HNO₃, H₂SO₄, HClO₄, HBr y HI. Las bases fuertes incluyen LiOH, NaOH, KOH, RbOH, Ca(OH)₂, Sr(OH)₂ y Ba(OH)₂. Consulte la lista completa de ácidos y bases comunes.

Paso 2:predecir la naturaleza de la sal

Cuando un ácido fuerte reacciona con una base fuerte, la sal resultante es neutra (pH≈7). Un ácido fuerte con una base débil da una sal ácida; una base fuerte con un ácido débil produce una sal básica. Las valoraciones rara vez emparejan dos especies débiles porque localizar el punto de equivalencia resulta un desafío.

Paso 3:aclarar el planteamiento del problema

Enumere las cantidades conocidas:identidades del analito y valorante, volumen del analito, concentración del valorante y cualquier mol o volumen dado en equivalencia. Decida lo que plantea la pregunta:si es la concentración del analito, el pH en una etapa particular o el pH en equivalencia.

Paso 4:escribe la ecuación balanceada

Escribe la ecuación estequiométrica para la reacción ácido-base. Úselo para determinar la relación molar entre reactivos, que será necesaria al convertir moles a concentración.

Paso 5:Calcular el pH en los puntos deseados

Dependiendo de la fuerza del ácido/base, utilice uno de los siguientes enfoques:

• Ácido fuerte ↔ base fuerte – pH =–log[ácido]. Reste los moles de valorante añadidos y divídalos por el volumen total.
• Base fuerte ↔ ácido fuerte – Siga los mismos pasos, pero calcule primero el pOH:pOH =–log[base]. Convertir a pH mediante pH = 14 – pOH .
• Ácido débil ↔ base fuerte – Aplicar la ecuación de Henderson-Hasselbalch:pH = pKₐ + log([A⁻]/[HA]) . La concentración de la base conjugada es igual a los moles de valorante añadidos divididos por el volumen total.
• Base débil ↔ ácido fuerte – Utilice la forma conjugada:pOH = pK_b + log([BH⁺]/[B]) y luego convertir a pH.

Para conocer los valores de pKₐ de los ácidos débiles comunes, consulte la tabla de referencia.

Paso 6:Encuentra el pH en equivalencia

• Ácido fuerte + base fuerte – pH ≈7.

• Ácido fuerte + base débil – Calcule la concentración de la base conjugada en equivalencia, tome –log para obtener pOH y luego convierta a pH.

• Base fuerte + ácido débil – Mismo procedimiento, pero comience desde pOH y convierta a pH.

Paso 7:Determinar la concentración original del analito

Multiplique el volumen de valorante agregado para alcanzar la equivalencia por su molaridad para obtener moles de valorante. Multiplique por la relación estequiométrica del Paso 4 para encontrar los moles de analito inicialmente presentes. Divida por el volumen inicial del analito para obtener su concentración.

TL;DR

Asuma una estequiometría 1:1 para la mayoría de las valoraciones de química general y siga los pasos anteriores para resolver cualquier problema.

Advertencia

Incluya siempre el volumen de valorante agregado al calcular las concentraciones antes o en el punto de equivalencia.