Valoración ácido fuerte – base débil

Las valoraciones de ácidos y bases se realizan con la finalidad de conocer la concentración de un ácido o una base que se encuentre en disolución, partiendo del uso de un ácido o una base, de la cual conozcamos su concentración, para usarla como patrón, basándose siempre en las reacciones de neutralización, que son un tipo de reacciones que tienen lugar entre un ácido y una base, que en el caso de que una de las dos sea débil, como es el caso que nos ocupa ( ácido fuerte-base débil), dará como productos la especie conjugada y agua.

Dichas reacciones suelen ser de carácter exotérmico ( desprenden calor), y debido a que siempre en los productos aparece el agua, se conocen también como combinaciones de cationes de hidrógeno e iones hidróxido con la finalidad de formar moléculas de H2O.

Al grupo de las sales de base débil y ácido fuerte pertenecen las sales amónicas que proceden de ácidos fuertes, como podría ser el caso del cloruro de amonio (NH4Cl) o el nitrato amonio (NH4NO3). Los cationes NH4^+, proceden de una base débil, es decir del NH3, en cambio los aniones Cl^- y NO3^-, respectivamente provienen de ácidos fuertes como son el HCl y el HNO3.

Si tenemos en consideración el caso particular de la disolución acuosa de cloruro de amonio, NH4Cl, tenemos que:

• La disociación iónica de la sal que se encuentra en disolución se produce de manera total y sigue la ecuación:

NH4Cl(s)  → NH4^+ (aq)  + Cl^- (aq)

• La autoionización del agua tiene lugar siguiendo el equilibrio:

H2O (l)  + H2O (l) ↔ H3O^+ (aq) + OH^- (aq)

• El Cl^- (anión hidratado), no tiene reacción con el agua.
• El NH4^+, es un ácido conjugado de la base débil NH3, que se hidroliza siguiendo los siguientes equilibrios:

NH4^+ (aq) + H2O (l) ↔ NH3 (aq) + H3O^+ (aq)

• Debido a que aumenta la concentración de iones H3O^+, la disolución será de carácter ácida y el pH se verá disminuido ( pH será menor de 7), es decir, la disolución es ácida.

En conclusión, por la reacción de hidrólisis del catión, la disolución de las diferentes sales que provienen de una base débil y un ácido fuerte es de carácter ácido.

Generalmente el catión se hidroliza de la siguiente manera:

BH^+ (aq)  + H2O ( l) ↔ B (aq) + H3O^+ (aq)

Kh = [B].[H3O^+]/[BH^+], y si multiplicamos por [OH^-] los dos términos de la expresión anterior, nos resultará que :

Kh= [B].[H3O^+].[OH^-]/[BH^-].[OH^-]  =  [H3O^+].[OH^-]/ ( [BH^+].[OH^-]/[B])=

= Kw/Kb

Se deduce entonces que, la constante de hidrólisis, o Kh, será igual a la constante de ionización Ka perteneciente al catión ácido BH^+.

Por lo tanto, cuanto menor sea el valor de Kb (es decir, cuanto más débil sea la base), más grande será Kh, por lo cual más ácida será la disolución.

En las valoraciones ácido fuerte-base débil, cuando un ácido fuerte, como puede ser el HCl, se ve neutralizado con una base de carácter débil como pueda ser el NH3, el pH se mantendrá bastante bajo siempre que haya aún ácido libre, después de haber alcanzado la neutralidad, el exceso que habrá de base, hará que el pH poco a poco se eleve en valor, sin que dicho cambio se produzca de manera brusca. En el punto de equivalencia en este caso el pH será menor de 7.