Fundamentos y Requisitos de la Volumetría Química: Valoración y Patrones

Conceptos Fundamentales de Volumetría

Volumetría (o Análisis Volumétrico): Cualquier medida de volumen de reactivo necesario para que reaccione con el analito.

Reacción Volumétrica: Reacción que tiene lugar en un método volumétrico (como ácido-base o redox). Las más habituales son las de complejos y solubilidad.

Valoración: Adición gradual de volúmenes de una sustancia sobre otra. Se añade hasta obtener información suficiente para establecer la composición de la disolución inicial.

• Valorante: Sustancia que se añade gradualmente.

• Valorado: Sustancia a la que se le añade el valorante (el analito).

Puntos Clave en la Valoración

Punto de Equivalencia: Momento de la valoración en el que se han añadido los moles de reactivo valorante necesarios para reaccionar totalmente con los moles de sustancia valorada (analito).

Punto Final de la Valoración: Es un punto más o menos próximo al punto de equivalencia que se determina en la práctica.

Detección del Punto Final

• Detección Visual (Método Clásico): Se añade a la disolución un indicador químico que produce un cambio visual (color, turbidez).

• Detección Instrumental (Método Instrumental): Se usa un instrumento que mide una propiedad física o fisicoquímica de la disolución (como el potencial) durante toda la valoración.

Modos Operacionales de Valoración

Las valoraciones se clasifican según el modo operatorio:

• Valoraciones Directas.

• Valoraciones Indirectas.

• Valoraciones con Punto Final Insatisfactorio: Se recurre a métodos especiales:

  • Por Retroceso (o Retrotitulación): Se añade un exceso conocido de un reactivo al analito. Posteriormente, el exceso sobrante de este reactivo se valora con otro reactivo. Son frecuentes en volumetrías redox y también en la formación de complejos.

  • Por Desplazamiento: Utilizan complejos. Se añade un exceso de ion metálico complejado con un ligando. El analito desplaza al ion añadido, y el ion desplazado es el que se valora.

  • Valoración de un Producto de Reacción.

Requisitos de una Reacción Volumétrica

Para que una reacción sea adecuada para la volumetría, debe cumplir los siguientes requisitos:

1. Rápida: La reacción debe ser rápida. Si no lo es, se podría añadir un catalizador, aumentar la temperatura (Tª), cambiar la naturaleza del disolvente, o recurrir a una valoración indirecta.

2. Cuantitativa: La reacción debe ser completa (depende de la constante de equilibrio, K, y de las reacciones laterales).

3. Estequiometría Bien Definida: La relación molar entre reactivos debe ser conocida y constante.

4. Punto Final Satisfactorio: Debe existir un método fiable para detectar el punto final.

5. Solubilidad: El analito y el valorante deben ser solubles en el disolvente utilizado.

Patrones Químicos

Patrón: Sustancia de concentración exactamente conocida.

Patrón Primario (1º)

Cantidad adecuada de una sustancia de alto grado de pureza.

Patrón Secundario (2º)

Se preparan por valoración frente a una sustancia patrón tipo primario. Este proceso se denomina Normalización o Estandarización. Deben ser estables.

Requisitos de una Sustancia Patrón Tipo Primario (SPTP)

La sustancia utilizada como patrón primario debe cumplir rigurosamente las siguientes condiciones:

• La composición debe ser conocida.

• Pureza Elevada: Generalmente superior al 99.98%.

• Fácil de preparar (síntesis y purificación).

• Estable a la Atmósfera: No debe descomponerse, no debe ser oxidado por el oxígeno (O₂), no debe ser neutralizado por el dióxido de carbono (CO₂), y no debe ser higroscópico (absorber humedad) ni eflorescente (perder agua de hidratación).

• Estable a tratamientos térmicos (secado).

• Soluble en el medio de reacción.

• Es conveniente que su peso molecular sea elevado, porque cuanto mayor sea el peso molecular, menor es el error que se comete en la pesada.