Calcular la concentración en una valoración ácido-base

Escribe tres de los cuatro datos: concentración y volumen del ácido, y concentración y volumen de la base. Si el ácido cede 2 H⁺ (H₂SO₄) o la base da 2 OH⁻ (Ca(OH)₂), cámbialo abajo.

En resumen

En una valoración ácido-base, en el punto de equivalencia Nₐ · Vₐ = N_b · V_b (o con molaridades, teniendo en cuenta los H⁺ y OH⁻). Si 25 mL de HCl se neutralizan con 20 mL de NaOH 0,1 M, la concentración del ácido es 0,1 · 20 / 25 = 0,08 M.

Fórmula de la valoración

nₐ · Cₐ · Vₐ = n_b · C_b · V_b (con normalidades: Nₐ · Vₐ = N_b · V_b)
  • Cₐ y C_b: concentraciones (molaridad) del ácido y de la base, en mol/L.
  • Vₐ y V_b: sus volúmenes, en la misma unidad los dos (mL).
  • nₐ: H⁺ que cede cada molécula de ácido y n_b: OH⁻ que da cada unidad de base.
  • N: normalidad (molaridad por n).

Se añade poco a poco desde una bureta una disolución de concentración conocida (el valorante) hasta neutralizar la otra. El punto de equivalencia se detecta con un indicador, como la fenolftaleína, que cambia de color.

Ejemplos resueltos

25 mL de HCl gastan 18,5 mL de NaOH 0,1 M

Moles de NaOH: 0,1 · 0,0185 = 0,00185 mol, los mismos de HCl: Cₐ = 0,00185 / 0,025 = 0,074 M.

Probar este ejemplo

20 mL de H₂SO₄ gastan 30 mL de NaOH 0,2 M

El sulfúrico cede 2 H⁺: 2 · Cₐ · 20 = 1 · 0,2 · 30, así que Cₐ = 0,15 M.

Probar este ejemplo

¿Cuánto NaOH 0,5 M hace falta para neutralizar 50 mL de HCl 0,2 M?

V_b = 0,2 · 50 / 0,5 = 20 mL.

Probar este ejemplo

Ácidos y bases con varios H⁺ u OH⁻

El H₂SO₄ cede 2 H⁺: 1 mol de ácido necesita 2 moles de NaOH. Por eso en la fórmula aparecen nₐ y n_b. Con Ca(OH)₂ ocurre al revés: cada mol aporta 2 OH⁻.

pH en el punto de equivalencia

Ácido fuerte con base fuerte: pH 7. Ácido débil con base fuerte: básico (por encima de 7). Ácido fuerte con base débil: ácido.

Un poco de historia

El análisis volumétrico nació en Francia a finales del siglo XVIII: François Descroizilles inventó hacia 1791 un antecesor de la bureta para medir la fuerza de la lejía. Joseph Louis Gay-Lussac la perfeccionó y le dio nombre, igual que a la pipeta, en la década de 1820, y Karl Friedrich Mohr diseñó la bureta con llave que se usa hoy.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se calcula la concentración en una valoración?

Igualando moles en el punto de equivalencia: Cₐ · Vₐ = C_b · V_b (si cada uno aporta un H⁺ u OH⁻) y despejando la que no conoces.

¿Cuánto NaOH 0,1 M hace falta para neutralizar 20 mL de H₂SO₄ 0,1 M?

40 mL: el sulfúrico cede 2 H⁺, así que 2 · 0,1 · 20 = 1 · 0,1 · V_b y V_b = 40 mL.

¿Qué es el punto de equivalencia?

El momento en que se ha añadido justo la cantidad de valorante que reacciona con todo el analito, según la estequiometría. El punto final es cuando cambia el indicador, que debe coincidir casi con él.

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