Valoración: descripción general, curvas y cálculos

Resumen de titulación

Al mirar el cartón de jugo, se da cuenta de que dice que contiene 65 mg de vitamina C. ¿Alguna vez se preguntó cómo determinaron cuánta vitamina C hay en ese jugo? ¿Es ese número solo una estimación, o tienen una manera de determinar exactamente cuánta vitamina C hay en ese jugo? Existe un método oficial para medir la vitamina C en el jugo y utiliza un método llamado titulación.

Una titulación es el método de agregar lentamente un titulador, que puede ser un ácido o una base, a la muestra para observar cuando ocurre una reacción específica. Al indicar cuánto titulante , el compuesto que reacciona con la muestra, fue necesario para que ocurra una reacción, podemos calcular la cantidad o propiedad de la muestra en cuestión.

Las valoraciones se pueden utilizar para determinar el punto isoeléctrico de los compuestos, para encontrar la molaridad de una muestra (la cantidad de moles de soluto por litro de solución), para medir compuestos como la vitamina C en una mezcla y para probar la calidad de los productos. .

El experimento de titulación

Veamos cómo se producirá la titulación de la vitamina C (que normalmente se encuentra en forma de ácido ascórbico). El jugo se pesa con precisión y se coloca en un vaso de precipitados. Una bureta está llena de indofenol, que es un tinte. Cuando este indofenol reacciona con la vitamina C en la muestra, se reduce y no tiene color. Pero una vez que se ha agotado toda la vitamina C (para reaccionar antes con el indofenol), el indofenol ya no se reduce y aparece como un color rosado.

El color no es la única forma de observar una titulación. El pH también se puede controlar para observar la progresión de la reacción. Esto es particularmente útil para determinar el punto isoeléctrico. Entonces se inserta una sonda de pH en la muestra ácida. A medida que la base (en este caso, el indofenol titulante se considera una base) se agrega lentamente, el pH no cambia mucho al principio. Pero de repente aumentará mucho. El volumen en el punto medio de este repentino aumento de pH es el punto isoeléctrico.

Curva de titulación

Al indicar las cantidades de titulante utilizadas y el pH (o cambio de color) se puede trazar una curva de titulación.

La titulación comienza con la muestra en un vaso de precipitados y el titulador está en la bureta como se muestra:

El titulador está en la bureta y la muestra en el vaso de precipitados.

A medida que se agregan los primeros ml de titulante al vaso de precipitados, el pH no cambia mucho:

Al comienzo de la titulación, el pH no cambia mucho.

Pero de repente, el pH aumentará mucho, después de agregar solo una pequeña cantidad de titulante:

De repente, después de agregar una pequeña diferencia en el titulante, el pH aumenta mucho.

Cuando miramos la curva resultante, podemos dibujar una línea a lo largo de la parte ‘recta hacia arriba’, y el punto medio es el punto isoeléctrico, o punto de equivalencia, del compuesto:

El punto medio se llama punto isoeléctrico o de equivalencia.

Ecuación de cálculos de titulación

Entonces, sabemos cuánto titulante se usó, pero ¿qué nos dice esto sobre la molaridad o cuánta vitamina C había en la muestra?

La ecuación es en realidad una ecuación muy simple, que es lo que hace que las valoraciones sean tan agradables.

La ecuación de titulación

La ecuación básica es la molaridad simple de la muestra multiplicada por el volumen de la muestra es igual a la molaridad del valorante multiplicado por el volumen del valorante. Esta ecuación solo funciona si la proporción de analito , el compuesto resultante de la reacción, y el valorante es 1: 1. Si la relación no es 1: 1, entonces la ecuación debe cambiarse ligeramente.

Si la relación de analito a valorante es 1: 2, entonces la ecuación se vería así:

Cuando la proporción no es uno a uno, multiplicamos el titulante o la muestra por el cambio en la proporción.

Así que simplemente multiplicamos el lado del valorante por 2, para tener en cuenta que hay dos veces más valorante que analito.

Ejemplo de cálculos de titulación

Digamos que realizamos una titulación en la que usamos hidróxido de sodio (NaOH) como titulante y ácido oxálico (H2C2O4) como muestra. Aquí está la ecuación química de esta reacción:

La ecuación química muestra que hay una proporción de 1 a 2.

Entonces, por cada 2 moles de base (valorante) utilizados, se produjo 1 mol de analito. Observe que el analito es Na2C2O4, no el agua. El agua es simplemente un subproducto de la reacción. Entonces la proporción es 1: 2. Necesitamos usar la ecuación con el titulante (base) multiplicado por 2.

Estamos usando una mezcla de hidróxido de sodio 0,1 M. Y queremos saber cuál es la molaridad del ácido oxálico. Comenzamos con 15 mL de ácido oxálico (0.015 L). Se necesitaron 100 ml (0,1 L) de hidróxido de sodio para alcanzar el punto de equivalencia (isoeléctrico). Entonces, ahora podemos calcular la molaridad del ácido oxálico:

Aislamos la molaridad de la muestra para encontrar la molaridad del ácido oxálico.

Entonces, el ácido oxálico tiene una molaridad de 1.3 mol / L.

Resumen de la lección

Una titulación se usa para medir la molaridad, el punto isoeléctrico u otra propiedad de un compuesto en una muestra. Funciona agregando lentamente un valorante a la muestra y observando cómo ocurre la reacción. Esto se puede hacer observando el cambio de pH o el cambio de color. Dado que la molaridad del valorante multiplicado por el volumen del valorante es igual a la molaridad de la muestra multiplicada por el volumen de la muestra, podemos determinar la molaridad de la muestra. La fórmula química se utiliza para determinar la proporción de titulante a analito . Si la relación es 1: 1, se puede utilizar la ecuación básica. De lo contrario, la muestra o el valorante debe multiplicarse por el cambio en la proporción.