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Ácidos y bases: problema de ejemplo de titulación

Ácidos y bases: problema de ejemplo de titulación

La titulación es una técnica de química analítica utilizada para encontrar una concentración desconocida de un analito (el titulador) haciéndolo reaccionar con un volumen y concentración conocidos de una solución estándar (llamada titulante). Las titulaciones se usan típicamente para reacciones ácido-base y reacciones redox. Aquí hay un problema de ejemplo que determina la concentración de un analito en una reacción ácido-base:

Problema de titulación

Se titula una solución de 25 ml de NaOH 0,5 M hasta que se neutraliza en una muestra de 50 ml de HCl. ¿Cuál fue la concentración del HCl?

Solución paso-a-paso

Paso 1 - Determinar OH-

Cada mol de NaOH tendrá un mol de OH-. Por lo tanto OH- = 0.5 M.

Paso 2 - Determine la cantidad de moles de OH-

Molaridad = # de moles / volumen

# de moles = Molaridad x Volumen

# de moles OH- = (0.5 M) (.025 L)
# de moles OH- = 0.0125 mol

Paso 3 - Determine la cantidad de moles de H+

Cuando la base neutraliza el ácido, la cantidad de moles de H+ = el número de moles de OH-. Por lo tanto, el número de moles de H+ = 0.0125 moles.

Paso 4: determinar la concentración de HCl

Cada mol de HCl producirá un mol de H+, por lo tanto, el número de moles de HCl = número de moles de H+.

Molaridad = # de moles / volumen

Molaridad de HCl = (0.0125 mol) / (0.050 L)
Molaridad de HCl = 0.25 M

Responder

La concentración del HCl es de 0.25 M.

Otro método de solución

Los pasos anteriores se pueden reducir a una ecuación.

METROácidoVácido = MbaseVbase

dónde

METROácido = concentración del ácido
Vácido = volumen del ácido
METRObase = concentración de la base
Vbase = volumen de la base

Esta ecuación funciona para reacciones ácido / base donde la relación molar entre ácido y base es 1: 1. Si la relación fuera diferente como en Ca (OH)2 y HCl, la proporción sería 1 mol de ácido por 2 moles de base. La ecuación ahora sería

METROácidoVácido = 2MbaseVbase

Para el problema de ejemplo, la relación es 1: 1

METROácidoVácido = MbaseVbase

METROácido(50 ml) = (0,5 M) (25 ml)
METROácido = 12,5 ml / 50 ml
METROácido = 0.25 M

Error en los cálculos de titulación

Existen diferentes métodos utilizados para determinar el punto de equivalencia de una titulación. No importa qué método se use, se introduce algún error, por lo que el valor de concentración es cercano al valor verdadero, pero no exacto. Por ejemplo, si se usa un indicador de pH de color, puede ser difícil detectar el cambio de color. Por lo general, el error aquí es pasar el punto de equivalencia, dando un valor de concentración que es demasiado alto. Otra fuente potencial de error cuando se usa un indicador ácido-base es si el agua utilizada para preparar las soluciones contiene iones que cambiarían el pH de la solución. Por ejemplo, si se usa agua del grifo duro, la solución de partida sería más alcalina que si el agua hubiera sido el agua destilada desionizada.

Si se usa un gráfico o una curva de titulación para encontrar el punto final, el punto de equivalencia es una curva en lugar de un punto agudo. El punto final es una especie de "mejor suposición" basada en los datos experimentales.

El error se puede minimizar utilizando un medidor de pH calibrado para encontrar el punto final de una titulación ácido-base en lugar de un cambio de color o extrapolación de un gráfico.