Valoración ácido débil – base fuerte
Las valoraciones ácido –base, como ya se ha comentado en artículos anteriores, hace referencia a la determinación de la concentración de un ácido o una base que se encuentren en disolución, partiendo de una concentración de valor conocido de otro ácido o base, basándose siempre en las reacciones de neutralización.
El nombre que se le da a la reacción de neutralización no implica que dicha disolución obtenida sea única y exclusivamente neutra, o lo que es lo mismo, que tenga un pH=7, pues el pH dependerá de la posible hidrólisis que se lleve a cabo de la sal que se forme en la reacción en cuestión.
El punto de equivalencia en la valoración de un ácido débil y una base fuerte, se produce cuando el pH tiene un valor mayor que 7, pues la sal que se forme dará lugar a una hidrólisis de tipo básica.
Es común confundir los términos, punto de equivalencia y punto final de la reacción. El indicador de la reacción se consume inmediatamente después de que se consume el ácido de la disolución, hecho que no ocurre por casualidad, sino que es consecuencia de la buena elección de éste (el indicador). No todos los indicadores son idóneos para todas las valoraciones, éstos deben ser elegidos atendiendo a su intervalo de pH, y cambio de color (o intervalo de pH donde el indicador cambia de color). En el caso de que el pH sea 7, cuando el indicador cambie su color, sabremos que se ha llegado al punto de equivalencia.
Además de la fenolftaleína, existen otros indicadores que también pueden ser utilizados en las valoraciones de ácido débil con base fuerte. Algunos de estos indicadores incluyen el azul de bromotimol, el rojo de metilo y el naranja de metilo. Cada uno de estos indicadores tiene un rango de pH específico en el que cambian de color, lo que permite determinar el punto de equivalencia con precisión.
Es importante destacar que el proceso de valoración no se limita a la determinación de la concentración de una disolución. También se utiliza en la industria y en la investigación para determinar la capacidad de una sustancia para actuar como ácido o base, lo que se conoce como su fuerza ácida o básica. Esto puede ser útil en una variedad de aplicaciones, desde la fabricación de productos químicos hasta la investigación médica.
En las valoraciones de ácido débil con base fuerte, puede servir como indicador la fenolftaleina, que posee un intervalo de viraje de pH entre 8.3 y 10.0, incluyendo en dicho intervalo el punto de equivalencia.
En el grupo de las sales de base fuerte y ácido débil encontramos entre otras, el carbonato de sodio ( Na2CO3), el bicarbonato de sodio ( NaHCO3), el acetato de sodio (CH3COONa), así como también el cianuro de potasio ( KCN).
Los cationes sodio y potasio, proceden de bases de tipo fuerte, en cambio, los aniones CO3^2-, HCO3^-, CN`-, y CH3COO^-, provienen de ácido débiles como pueden ser el H2CO3, CH3COOH y HCN.
Podemos considerar el caso concreto de una disolución acuosa de acetato de sodio. La disolución iónica de la sal cuando se encuentra en disolución total, se produce siguiendo la ecuación:
CH3COONa (s) → Na^+ (aq) + CH3COO^- (aq)
- La autoionización del agua se produce siguiendo la reacción de equilibrio:
H2O (l) + H2O (l) ↔ H3O^+ (aq) + OH^- (aq)
- El Na^+ que está hidratado no reaccionará con el agua.
- El CH3COOH, se hidroliza siguiendo el equilibrio:
CH3COO^- (aq) + H2O (aq) ↔ CH3COOH (aq) + OH^- (aq)
- En consecuencia de la concentración de iones OH^-, las disoluciones básicas y el pH aumentarán ( pH mayor que 7), produciendo una disolución básica.
Por reacciones de hidrólisis del anión, la disolución de las sales que proceden de una base fuerte y un ácido débil es básica siempre. Este fenómeno es de gran importancia en muchos procesos industriales y biológicos, ya que puede afectar la reactividad de las sustancias y la velocidad de las reacciones químicas. Por lo tanto, la comprensión de las valoraciones ácido-base y la hidrólisis de las sales es fundamental en la química y en muchas otras disciplinas científicas y técnicas.