Práctica de Laboratorio: Determinación de la acidez de un ácido monoprótico en solución acuosa

 Determinación de la acidez de un ácido monoprótico en solución acuosa

 

Objetivo general

Determinar la concentración molar de un ácido monoprótico desconocido en solución acuosa mediante titulación ácido-base con una base de concentración conocida.

 

Objetivos específicos

• Aplicar el método de titulación ácido-base para determinar la concentración de un ácido monoprótico.
• Interpretar los resultados obtenidos con base en los principios estequiométricos de reacciones ácido-base.
• Utilizar indicadores adecuados para identificar el punto final de la titulación.
• Analizar el error experimental asociado al procedimiento de titulación.

 

Introducción

La titulación ácido-base es un procedimiento volumétrico utilizado para determinar la concentración de una sustancia ácida o básica en solución. Consiste en agregar lentamente una disolución de concentración conocida (titulante) a otra de concentración desconocida (analito), hasta alcanzar el punto de equivalencia. En este punto, el número de moles del ácido es igual al número de moles de la base, según la proporción molar establecida por la ecuación química balanceada.

En esta práctica se determinará la concentración de una solución de ácido monoprótico desconocido (por ejemplo, ácido acético o ácido clorhídrico diluido) mediante la titulación con una solución de NaOH estandarizada, utilizando fenolftaleína como indicador. La elección de un ácido monoprótico asegura que la relación molar ácido/base sea 1:1, lo que simplifica el tratamiento matemático de los datos.

La detección del punto final se realiza mediante el cambio de color del indicador ácido-base, que se selecciona de acuerdo con el intervalo de pH del salto en el punto de equivalencia. La fenolftaleína es uno de los indicadores más comunes en este tipo de titulaciones, ya que cambia de incoloro a rosado en un intervalo de pH de 8.2 a 10.

Figura 1.- Estructura química de la fenolftaleína.

Fundamentos teóricos

La reacción general entre un ácido monoprótico y una base fuerte como el NaOH puede expresarse como:

Donde:

• HA: representa el ácido monoprótico.
• OH⁻: proviene de la base fuerte (NaOH).
• A⁻: es la base conjugada del ácido.

En el punto de equivalencia, se cumple la igualdad estequiométrica:

De donde se puede despejar la concentración molar del ácido desconocido:

La precisión del procedimiento depende de una correcta valoración, la lectura exacta de volúmenes, y la identificación visual clara del punto final mediante el indicador seleccionado.

 

Parte experimental

Materiales y reactivos

Materiales:

• Bureta (25 mL)
• Soporte universal con pinza
• Pipeta volumétrica (25 mL)
• Erlenmeyer (125 mL)
• Vaso de precipitado (100 mL)
• Frasco lavador
• Matraz aforado (100 mL)
• Embudo
• Pera de succión

Reactivos:

• Solución de ácido monoprótico desconocido (por ejemplo, HCl diluido)
• Solución de NaOH estandarizada (≈ 0.1 M)
• Indicador fenolftaleína
• Agua destilada

Procedimiento

1. Enjuagar la bureta con la solución de NaOH estandarizada y llenarla completamente. Registrar el volumen inicial.
2. Tomar 25 mL de la solución de ácido monoprótico con una pipeta y transferir a un erlenmeyer.
3. Añadir aproximadamente 25 mL de agua destilada al erlenmeyer.
4. Agregar 2-3 gotas de fenolftaleína.
5. Titular cuidadosamente con la solución de NaOH hasta que el color pase de incoloro a un rosado muy tenue persistente.
6. Registrar el volumen final de la bureta.
7. Repetir la titulación hasta obtener al menos tres lecturas concordantes.
8. Calcular la concentración del ácido utilizando los datos experimentales.

 

Cuestionario

1. ¿Qué características debe tener un indicador ácido-base para ser adecuado en una titulación?
2. ¿Por qué es importante que el ácido utilizado sea monoprótico?
3. ¿Qué diferencia existe entre el punto de equivalencia y el punto final de una titulación?
4. ¿Cómo afectaría un exceso de indicador a los resultados de la titulación?
5. Si el volumen de NaOH requerido para neutralizar el ácido fue mayor que el esperado, ¿qué posibles errores pudieron haber ocurrido?

 

Referencias bibliográficas

Skoog, D. A., West, D. M., Holler, F. J., & Crouch, S. R. (2014). Fundamentos de Química Analítica (9.ª ed.). Cengage Learning.

Harris, D. C. (2016). Análisis Químico Cuantitativo (9.ª ed.). McGraw-Hill Education.

Doménech, J. (2011). Prácticas de laboratorio de química analítica (2.ª ed.). Universidad de Valencia.