Análisis Volumétrico

Fundamentos del Análisis Volumétrico

El análisis volumétrico se basa en la determinación de la cantidad de un componente deseado agregando un volumen equivalente de un reactivo en solución de concentración exactamente conocida. Del volumen de reactivo empleado, se deduce la cantidad del componente buscado. La operación realizada se denomina valoración o titulación, y la solución de reactivo que se agrega se denomina solución valorada. La concentración de la solución valorada se expresa en Normalidad.

Requisitos de una Reacción para Análisis Volumétrico

Para ser usada como base de un método volumétrico, una reacción debe cumplir los siguientes requisitos:

1. Ser prácticamente instantánea, o contar con un catalizador que la acelere.
2. Cumplirse de acuerdo con una relación estequiométrica definida y conocida, libre de reacciones colaterales.
3. Estar libre de interferencias, o permitir su eliminación de forma sencilla.
4. Contar con un método para determinar el punto final, ya sea mediante un indicador o un procedimiento electrométrico.

Tipos de Volumetría

Las reacciones volumétricas se clasifican en:

• Interiónicas: No se afecta la valencia de las sustancias o iones reaccionantes.
• De óxido-reducción: Se transfieren electrones, afectando la valencia de las sustancias.

Las volumetrías interiónicas se subdividen en:

• Ácido-base o de neutralización.
• Precipitación.
• Formación de complejos.

Procedimientos Volumétricos

Un procedimiento volumétrico común es el que se realiza en una reacción de neutralización. En este, se mide el volumen de una solución de concentración conocida (droga patrón) necesario para reaccionar completamente con la solución titulada (analito). Se utilizan instrumentos como soporte universal, pinza, bureta y Erlenmeyer. La solución titulada se coloca en el Erlenmeyer con un indicador. La droga patrón se agrega desde la bureta hasta alcanzar el punto final, indicado por un cambio de color del indicador. Con los datos recolectados, se calcula la concentración de la solución titulada.

Peso Equivalente y Normalidad

La normalidad es una unidad de concentración que se obtiene dividiendo el peso molecular de un ácido, base o sal por la cantidad de protones, hidroxilos o cargas, respectivamente. El valor obtenido se denomina equivalente gramo o peso equivalente. El peso equivalente no es una constante, ya que depende del compuesto y su peso molecular. La normalidad simplifica los cálculos en volumetría.

Normalización

La normalización o neutralización es un método de titulación ácido-base. Permite determinar la cantidad de una base (acidimetría) usando una solución valorada de un ácido, o la cantidad de un ácido (alcalimetría) usando una solución valorada de una base.

Reacciones Fundamentales en Volumetría Ácido-Base

El método de titulación ácido-base se basa en la reacción:

H⁺ + OH^– → H₂O

Indicadores Ácido-Base

Los indicadores ácido-base son sustancias que cambian de color según el pH. El intervalo de pH en el que cambian de color depende de las propiedades del indicador.

Requisitos de un Indicador

Un indicador debe cumplir los siguientes requisitos:

1. Colores claramente diferenciables a diferentes valores de pH.
2. Color intenso.
3. Cambio de color brusco en un pequeño intervalo de pH.
4. Cantidad mínima de ácido o base necesaria para el cambio de color.
5. Cambio de color reversible.

Indicación del Punto Final

La indicación del punto final depende del tipo de volumetría:

• Volumetría ácido-base: Cambio de color del indicador.
• Precipitación: Formación de un precipitado.
• Formación de complejos: Se utilizan indicadores específicos.
• Óxido-reducción: Cambio de color de un indicador redox o métodos electroquímicos.