Valoración (titulación): ¿cómo se halla la concentración de una disolución con una bureta?

¿Qué es una valoración?

La valoración es un método para hallar una concentración desconocida. Se añade gota a gota una disolución de concentración conocida a la otra disolución, y un indicador señala el momento en que termina la reacción. El momento en que el indicador cambia de color se llama punto final.

¿Cómo se calcula la concentración?

En el punto final, los moles de iones H⁺ y OH⁻ son iguales. Para un ácido y una base como HCl y NaOH, que dan un H⁺ y un OH⁻, usa la fórmula c₁V₁ = c₂V₂. Aquí, c es la concentración y V es el volumen.

Ejemplo: Para neutralizar 25.0 mL de ácido clorhídrico se usaron 20.0 mL de disolución de NaOH 0.100 mol/L. Halla la concentración del ácido.

1. Moles de NaOH: 0.100 × 0.0200 = 0.00200 mol.
2. Como HCl + NaOH → NaCl + H₂O, los moles de HCl también son 0.00200.
3. Concentración: 0.00200 ÷ 0.0250 = 0.0800 mol/L.

El ácido sulfúrico da dos H⁺, así que un mol de ácido consume dos moles de base.

¿Cómo se usa el simulador?

1. En la fila inferior, abre una categoría como Ácidos o Bases y elige una sustancia. La sustancia pasa a la bureta.
2. En el panel Llave, elige Gota a gota o Chorro. Para parar, pulsa Cerrado. También puedes tocar la llave en la imagen para cambiarla.
3. Usa el campo Una gota para ajustar el tamaño de la gota de 0.5 a 5 mL. El campo La temperatura cambia la temperatura del vaso.
4. Elige un indicador en la categoría Indicadores. Va directamente al vaso, y el color de la disolución muestra el medio: ácido, neutro o alcalino.
5. En la pestaña CONTENIDO, lee los moles y la cantidad disuelta de cada sustancia. La fila inferior muestra el volumen y el medio.
6. En la pestaña REACCIÓN, lee la ecuación ajustada.
7. El botón 🧽 Enjuagar vacía el vaso. Cuando el vaso llega a 350 mL, la llave se cierra sola.

En el simulador no eliges la concentración de una disolución: trata 1 mL de sustancia como 1 g y lo convierte en moles. Por eso, comparas los moles de ácido y de base en lugar de las concentraciones.

Retos para probar en el simulador

• Punto final. Vierte HCl en el vaso con Chorro y luego cierra la llave. Elige fenolftaleína en la categoría Indicadores. Carga NaOH en la bureta. Añádelo en chorro hasta que los moles de las dos sustancias se acerquen, y después añádelo con Gota a gota. Respuesta: Cuando los moles de NaOH superan a los de HCl en más de 0.05, el medio se vuelve alcalino y la disolución se pone rosa.
• Ácido con dos átomos de H. Añade NaOH a H₂SO₄. Respuesta: Cuando el medio se vuelve neutro, los moles de NaOH son el doble de los moles de ácido, y la ecuación es H₂SO₄ + 2NaOH = Na₂SO₄ + 2H₂O.
• Otro indicador. Sustituye la fenolftaleína por naranja de metilo. Respuesta: Es rojo en medio ácido, naranja en medio neutro y amarillo en medio alcalino. El simulador sigue la tabla del libro de texto escolar. En realidad, el naranja de metilo se vuelve amarillo por encima de pH 4.4, por lo que una disolución realmente neutra se ve amarilla.

¿Cómo se hace una valoración en el laboratorio escolar?

1. Con una pipeta, pasa la disolución que quieres analizar a un matraz Erlenmeyer y añade unas gotas de indicador.
2. Llena la bureta con la disolución de concentración conocida y anota la lectura inicial.
3. Añade la disolución mientras agitas el matraz. Cuando el color empiece a cambiar, añádela gota a gota.
4. Para en el punto final y resta la lectura inicial de la final para hallar el volumen usado.

Fuentes

• Royal Society of Chemistry: Titrating sodium hydroxide with hydrochloric acid
• Chemistry LibreTexts: Acid–Base Titration