Universidad del Valle de México Coyoacán

Valoración Potenciométrica.

Función primordial de la potenciometría

Esta técnica es utilizada para determinar la concentración de una especie electroactiva o de una disolución, empleando dos elementos fundamentales. Por un lado, utiliza un electrodo de referencia. Con este nombre se indica al electrodo que posee de manera inherente un potencial constante y conocido en relación con el tiempo. Así mismo se requiere de la presencia de un electrodo de trabajo. Este tipo de electrodo se caracteriza por contar con una gran sensibilidad en relación con la especie electroactiva. Estos electrodos de trabajo presentan una amplia gama de variedades, los podemos encontrar con distintos modelos y clases.

En esta técnica también entra en juego otro factor indispensable. Se trata de los electrodos selectivos. Los mismos, como su nombre lo adelanta, se encargan de la selección de los iones ( por eso se los conoce con la sigla ESI ) y también son denominados como electrodos de membrana. Además de esta opción hay otra más que se emplea en la potenciometría: los electrodos de pH, que son elaborados a través de un material de fibra de vidrio. Cabe mencionarse que éstos comenzaron a ser empleados a comienzos del siglo XX y evolucionaron tanto que actualmente se constituyen en el modelo más requerido a la hora de emplear la técnica electroanalítica. Otros electrodos que son considerados como apropiados para aplicar la potenciometría son, por mencionar algunos ejemplos, los electrodos de membrana de cristal, los electrodos confeccionados en vidrio, los que cuentan con una membrana en estado líquido, los que tienen una membrana polimérica y aquellos que son metálicos.

Existen dos métodos principalmente para realizar mediciones potenciométricas. El primero es hacer una sola medición de potencial de la celda, se llama potenciometría directa y se utiliza principalmente para calcular el pH de solución acuosa. En el segundo, el ión se puede titular y el potencial se mide en función del volumen del titulante y se le llama titulación potenciométrica la cual utiliza la medición de un potencial para detectar el punto de equivalencia de una titulación. El único requisito es que la reacción incluya un aumento o disminución de un ión sensible el electrodo. En una titulación potenciométrica directa el punto final de la reacción se detecta determinando el volumen en el cual ocurre un cambio de potencial relativamente grande cuando se adiciona el titulante.

Para determinar el punto de equivalencia, podemos utilizar el potenciómetro, el cual nos permite generar la curva de titulación potenciométrica de la reacción cuya gráfica resulta de la medición del pH del sistema contra el volumen de ácido o de base agregados en la titulación.

Entonces podría entenderse como final de la titulación al momento en que el pH llegase a 7, sin embargo esto NO siempre es ciento, esto más bien, está en función de lafuerzadel ácido o la base que se está titulando.

Así cuando la neutralización se produce entre un ácido fuerte y una base fuerte. El pH en el punto de equivalencia es 7 ya que todos los iones han sido neutralizados.

Por otra parte, cuando la reacción ocurre entre una base fuerte y un ácido débil, el anión del ácido sufre una hidrólisis, por lo que el pH al que ocurre la neutralización es mayor que 7. Y en la situación contraria, entre ácido fuerte y una base débil, el catión de la base sufre una hidrólisis produciéndose iones hidrónio, por lo que el pH es menor que 7. Éste último caso es el estudiado experimentalmente con el HCl y Na2CO3, y presentará una posible curva de titulación con una gráfica como la siguiente:

Como se observa, la concentración de los iones hidrónio, antes de agregar el ácido y comenzar la titulación corresponde a la concentración de iones hidrónio de la solución de la base débil. A medida que se agrega el ácido, la base débil se transforma en su sal, la solución contiene la base débil y la sal del ácido fuerte, y por consiguiente está amortiguada.

El primer punto de equivalencia corresponde a un volumen agregado de ácido, el cual ha neutralizado únicamente una parte de todo el carbonato, y es hasta el segundo punto, donde el carbonato de sodio pierde sus propiedades. ¡Está totalmente! neutralizado. Aquí existe una vertical que contiene el punto de equivalencia, correspondiente al equilibrio. determinación que se realiza mediante la utilización de la primera derivada. La valoración del carbonato sódico no puede realizarse con la exactitud que exige una normalización; por ello se valora siempre el segundo equivalente de hidrógeno.

Para llevar a cabo ésta reacción, es indispensable comprender que las normalidades de los reactivos y el volumen de éstos son proporcionales entre un ácido y una base. Háblese así de la fórmula:

NAVA = NB VB

Y si en éste proyecto experimental, se utilizara una base 0.1N, en un volumen de 50 mL, y ésta fuese neutralizada con 25 mL de ácido. Por lo tanto, a manera de hipótesis, se establece que la normalidad del ácido es 0.2 N al reaccionar en éste sistema.

Método de la primera derivada.

La representación de la derivada del pH con respecto al volumen adicionado, (ΔpH/ΔV) debe presentar un valor máximo para el punto de inflexión de la curva pH vs V, según se muestra en la siguiente figura.

Método de la segunda derivada del pH con respecto a V.
En este caso la representación de la segunda derivada del pH con respecto a V, (ΔpH/ΔV)/ΔV debe alcanzar valor cero en el punto de equivalencia de la valoración.
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