Por John Brennan
Actualizado el 30 de agosto de 2022

Una titulación es una técnica de laboratorio clásica que se utiliza para determinar la concentración de una sustancia en solución. Las valoraciones ácido-base, en las que un ácido y una base se neutralizan entre sí, son las más frecuentes. El punto en el que todo el ácido o base del analito ha sido neutralizado se llama punto de equivalencia. Para los ácidos o bases dipróticos, también se produce un segundo punto de equivalencia, y calcular el pH en este punto es sencillo con los datos correctos.

Paso 1

Identifique la naturaleza del analito (ácido o base), el tipo específico (por ejemplo, ácido oxálico) y su concentración y volumen. En los problemas de tarea se proporciona esta información; en un laboratorio lo registras mientras titulas.

Paso 2

Las especies dipróticas (aquellas que pueden donar o aceptar más de un protón) exhiben un segundo punto de equivalencia. Recuperar la segunda constante de disociación (K_a2 para ácidos o K_b2 para bases) de una fuente confiable, como un texto de referencia estándar o una base de datos en línea confiable.

Paso 3

Calcule los moles totales del analito. Multiplica su molaridad por su volumen (en litros). Por ejemplo, 40 ml de ácido oxálico 1 M contienen:

(0,040L × 1molL⁻¹) =0,04mol.

Paso 4

Determine el volumen final agregando el volumen del valorante al volumen del analito original. En el ejemplo, 80 ml de NaOH 1 M añadidos a 40 ml de ácido oxálico 1 M producen 120 ml en total.

Paso 5

Calcule la concentración de las especies conjugadas en el segundo punto de equivalencia:

0,04mol ÷ 0,120L =0,333M.

Paso 6

Determinar la K_b de la base conjugada completamente desprotonada (o K_a del ácido conjugado). Para un ácido diprótico, K_b =1×10⁻¹⁴ ÷ K_a2 . Utilizando ácido oxálico (K_a2 =5,4×10⁻⁵):

1×10⁻¹⁴ ÷ 5,4×10⁻⁵ =1,852×10⁻¹⁰.

Paso 7

Configure la expresión de equilibrio base:

K_b =([OH⁻][ácido conjugado])/[base conjugada].

Paso 8

Suponiendo que el cambio en la concentración es pequeño, represente x [OH⁻] y [ácido conjugado]. La ecuación queda:

1,852×10⁻¹⁰ =x² ÷ 0,333.

Resolviendo:x² =6,167×10⁻¹¹ → x =7,85×10⁻⁶M.

Paso 9

Convertir la concentración de hidróxido a pH. Primero, encuentre pOH =–log₁₀(7,85×10⁻⁶) =5,105. Entonces, pH =14 – pOH =8,90.

Paso 10

Por tanto, el pH en el segundo punto de equivalencia es 8,90.

Cosas necesarias

• Lápiz
• Papel
• Calculadora

TL;DR (demasiado largo; no leído)

Este cálculo omite la autoionización del agua, que puede afectar a soluciones muy diluidas de bases o ácidos débiles. No obstante, proporciona una estimación confiable para la mayoría de los propósitos prácticos.