Valoraciones ácido-base: puntos de equivalencia, pH e indicadores en titulación

Caso 1: valoración de ácido fuerte con base fuerte (neutralización)

En cualquier valoración de un ácido fuerte con una base fuerte, cada ácido reacciona con una base en proporción de equivalentes. El punto de equivalencia es aquel en el que se ha añadido una cantidad de equivalentes de base igual al número de equivalentes del ácido. En este caso el punto de equivalencia se produce en pH = 7.

Se puede ver la variación del pH de la disolución en función del volumen de reactivo añadido. Un pequeño exceso del volumen añadido provoca un cambio brusco en el pH; por ello, se puede utilizar para una neutralización de un ácido fuerte con una base fuerte (en la que el punto de equivalencia es pH 7) cualquier indicador que vire entre pH 4 y pH 10.

Ejemplos de indicadores útiles: fenolftaleína, rojo de metilo, naranja de metilo...

Número de equivalentes del ácido = número de equivalentes de la base (AÑADIR GRAFICA).

Caso 2: valoración de un ácido débil con una base fuerte

En la valoración de un ácido débil con una base fuerte, en el punto de equivalencia se habrá formado una sal del ácido débil y la base fuerte que sufrirá hidrólisis, por lo que el pH final será mayor que 7 (será básico).

Debemos utilizar un indicador que vire en la zona básica (por ejemplo: fenolftaleína).

Caso 3: valoración de una base débil con un ácido fuerte

En la valoración de una base débil con un ácido fuerte, en el punto de equivalencia el pH será ácido, ya que se produce la hidrólisis de una sal de base débil y ácido fuerte. Se debe utilizar como indicador uno que vire en la zona ácida (por ejemplo: naranja de metilo o rojo de metilo).

Indicadores ácido-base

Indicadores ácido-base son sustancias que cambian de color dentro de un pequeño intervalo de pH. Se trata de ácidos o bases débiles (compuestos orgánicos) cuyo equilibrio de disociación se desplaza hacia la izquierda o hacia la derecha según el valor de [H₃O⁺] del medio, y que presentan distinta coloración en su forma ácida que en su forma básica.

Equilibrio genérico del indicador:

IndH (forma ácida, color 1) + H₂O ↔ Ind⁻ (forma básica, color 2) + H₃O⁺

El cambio de color se produce dentro de un intervalo de pH de unas dos unidades, llamado intervalo de viraje. En ese intervalo se observa un color mezcla del color 1 y del color 2, correspondiente a la mezcla de las formas ácida y básica del indicador.

Reacciones de neutralización (según la naturaleza de ácido y base)

Hay cuatro posibles reacciones de neutralización atendiendo a la naturaleza (fuerte o débil) del ácido y de la base que reaccionan. Estas reacciones corresponden con las reacciones inversas a los cuatro casos de hidrólisis:

• 1) HCl + NaOH ↔ NaCl + H₂O
• 2) HCl + NH₄OH ↔ NH₄Cl + H₂O
• 3) CH₃COOH + NaOH ↔ CH₃COONa + H₂O
• 4) CH₃COOH + NH₄OH ↔ CH₃COONH₄ + H₂O

En las tres reacciones marcadas con * (2, 3 y 4 en la lista anterior) el proceso de hidrólisis es el inverso al de la neutralización.

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