Las curvas de titulación : En el curso de una valoración ácido–base, el pH
varía a medida que se va añadiendo el reactivo valorante a la muestra. Cuando se representa el pH frente al volumen de reactivo añadido, o, preferiblemente, frente al porcentaje de ácido o base neutraliado, se tiene la curva de valoración, de la que se pueden deducir interesantes conclusiones para ju!ar si una determinada valoración es factible, así como para seleccionar el indicador adecuado. El traado de la curva de valoración comprende el cálculo del pH en tres onas o momentos de la valoración: "ntes del punto de equivalencia, donde e#istirá e#ceso de sustancia a valorar. •
En el punto de equivalencia.
•
$espu%s del punto de equivalencia, donde &abrá e#ceso del reactivo valorante •
'as curvas de titulación son las representaciones !rá(cas de la variación del pH durante el transcurso de la valoración. $ic&as curvas nos permiten: ) estudiar los diferentes casos de valoración *ácido fuerte vs. base fuerte+ base fuerte vs. ácido fuerte+ ácido d%bil vs. base fuerte+ base d%bil vs. ácido fuerte. ) determinar las onas tamponantes - el pa. ) determinar el intervalo de viraje - el punto de equivalencia. ) seleccionar el indicador ácido)base más adecuado. Fases de una curva de titulación
/. "ntes de añadir el ácido: 0H 1 2H 3 0 1 H42 1 5 El pH de la disolución viene determinado por el pb *6/7)pa - predomina la base conju!ada dentro del par. 4. "l ir añadiendo el ácido titulante *HCl, se forman las especies 0 6 8ris 8ris 0H1 6 8risH1. 8risH1. 'a relación entre la l a abundancia de las distintas especies - el pH se puede establecer mediante la l a ecuación de Henderson)Hasselbalc&. 8al 8al - como se &a descrito de scrito anteriormente, cuando 9" 6 9"H 5 , entonces pH 6 pa. El pa supone un punto de mínima pendiente en la curva de titulación - se sit;a en el punto medio de la ona tampón. 2H) + se localia en el intervalo de pH 6 pa ? / unidad de pH. En esta re!ión, el ácido - su base conju!ada se presentan en concentraciones similares *factor de /@+ es decir cuando pH) pa 6 /, el ácido se encuentra desprotonado en un A@B.
=. E 6 unto de equivalencia. Es el pH al cual se cumple que D.meq.acido 6 D.meq.base - se localia en el punto medio del intervalo de viraje. En el punto de equivalencia toda la base se &a transformado en su forma ácida conju!ada, - se cumple que 1 0 0H+ en nuestro caso, 0 6 8ris, por lo que 1 8ris 8risH . El intervalo de viraje es el tramo de la curva en el cual pequeñas adiciones del ácido titulante producen !randes variaciones del pH de la disolución - es la ona de má#ima pendiente de la curva de titulación. 8eniendo en cuenta que se emplea un ácido fuerte - una base d%bil en esta valoración, el punto de equivalencia *E se localia a pH F G, por lo que se &abla de una H$IJ'KK "C$". 7. En este tramo de la curva e#iste un e#ceso de H=21 provenientes de la &idrólisis del ácido fuerte, - por lo tanto, el pH de la disolución viene de(nido por el e#ceso del ácido titulante. Tris es el nombre abreviado del compuesto orgánico conocido como tris (hidroximetil) aminometano, de fórmula (HOCH2)3CNH2. TIPOS DE CURVAS DE TITULACION
n los m!todos volum!tricos "a# dos tipos generales de curvas de titulación (# por tanto dos tipos generales de puntos finales.).n el primer tipo de curva, conocida como curva sigmoidal, las observaciones mas importantes están confinadas a una pe$ue%a &ona (normalmente a ' .* a ' .+ml) alrededor del punto de e$uivalencia. na curva de este tipo se tra&a en función p del analito (o algunas veces del reactivo) # en función del volumen del reactivo. -resenta las ventaas de rapide& # conveniencia.
Curva segmento lineal, las mediciones se "acen a ambos lados de esta, pero leos del punto de e$uivalenciaREFERENCIAS en cu#a cercan/a se evita medir. n el ee vertical se indica la lectura del instrumento $ue es directamente proporcional a Skoog Douglas West Donald !oller F. reacciones "a#es$ la concentración del analitoA., o del reactivo. 0on M. adecuadas para $ue %&IMICA ANALI'ICA$ Editorial Mc(RAW) solo se completan en presencia de un e1ceso de reactivo o analito. !ILL*IN'ERAMERICANA DE ME+IC, S.A de C.-.$ Segunda edición$ M/ico$ 0112. Da "r.R.A. &nder3ood A.L.$ %&IMICA ANALI'ICA C&AN'I''A'I-A$ Editorial 4rentice 5!all !is6anoa#ericana, S.A.$ %uinta edición$ M/ico$ 0171. 8.R. C9ang, %u:#ica, Mc(ra3)!ill. ;< Edición. M/ico, 0118, 66. 0=28
H28EKK Cuando la neutraliación se &a!a entre un ácido - una base fuerte, el pH será @ porque todos los iones se neutraliaran or el indicador de podremos identi(car su H - el indicador cambiara de color cuando se obten!a la neutraliación entre nuestro ácido - nuestra base - por el color sabremos si se volvió un ácido o una base
VELOCIDAD DE REACCI! a velocidad de reacci"n se define como la cantidad de sustancia $ue reacciona por unidad de tiempo. -or eemplo, la o1idación del "ierro bao condiciones atmosf!ricas es una reacción lenta $ue puede tomar muc"os a%os, pero la combustión del butano en un fuego es una reacción $ue sucede en fracciones de segundo.0e define la velocidad de una reacción $u/mica como la cantidad de sustancia formada (si tomamos como referencia un producto) o transformada (si tomamos como referencia un reactivo) por unidad de tiempo. a velocidad de reacción no es constante. 4l principio, cuando la concentración de reactivos es ma#or, tambi!n es ma#or la probabilidad de $ue se den c"o$ues entre las mol!culas de reactivo, # la velocidad es ma#or. a medida $ue la reacción avan&a, al ir disminu#endo la concentración de los reactivos, disminu#e la probabilidad de c"o$ues # con ella la velocidad de la reacción. a medida de la velocidad de reacción implica la medida de la concentración de uno de los reactivos o productos a lo largo del tiempo, esto es, para medir la velocidad de una reacción necesitamos medir, bien la cantidad de reactivo $ue desaparece por unidad de tiempo, bien la cantidad de producto $ue aparece por unidad de tiempo. a velocidad de reacción se mide en unidades de concentración5tiempo, esto es, en moles5s.
La teor#a de colisiones
a teor/a de colisiones, propuesta "acia *62 por 7ilbert N. e8is (*9:+*6;<) # otros $u/micos, afirma $ue para $ue ocurra un cambio $u/mico es necesario $ue las mol!culas de la sustancia o sustancias iniciales entren en contacto mediante una colisión o c"o$ue.
-ero no todos los c"o$ues son iguales. l c"o$ue $ue provoca la reacción se denomina cho$ue e%ica& # debe cumplir estos dos re$uisitos= •
•
>ue el c"o$ue genere la suficiente energ/a para romper los enlaces entre los átomos. >ue el c"o$ue se realice con la orientación adecuada para formar la nueva mol!cula.
os c"o$ues $ue no cumplen estas condiciones #, por tanto, no dan lugar a la reacción, se denominan c"o$ues ineficaces. 4 veces, el paso de reactivo a producto se reali&a mediante la formación de un compuesto intermedio com'leo activado $ue se transformará posteriormente en los productos.
de activaci"n en $u/mica es a energ#a la energ/a $ue necesita un sistema antes de poder iniciar un determinado proceso. a energ/a de activación suele utili&arse para denominar la energ/a m/nima necesaria para $ue se produ&ca una reacción $u/mica dada. -ara $ue ocurra una reacción entre dos mol!culas, !stas deben colisionar en la orientación correcta # poseer una cantidad de energ/a m/nima. actores $ue a%ectan a la velocidad de una reacci"n $u#mica
na reacción $u/mica se produce mediante colisiones eficaces entre las part/culas de los reactivos, por tanto, es fácil deducir $ue a$uellas situaciones o factores $ue aumenten el n?mero de estas colisiones implicarán una ma#or velocidad de reacción.
Tem'eratura 4l aumentar la temperatura, tambi!n lo "ace la velocidad a la $ue se mueven las part/culas #, por tanto, aumentará el n?mero de colisiones # la violencia de estas. l resultado es una ma#or velocidad en la reacción. 0e dice, de manera apro1imada, $ue por cada * @C de aumento en la temperatura, la velocidad se duplica.
*rado de 'ulveri&aci"n de los reactivos 0i los reactivos están en estado l/$uido o sólido, la pulveri&ación, es decir, la reducción a part/culas de menor tama%o, aumenta enormemente la velocidad de reacción, #a $ue facilita el contacto entre los reactivos #, por tanto, la colisión entre las part/culas. -or eemplo, el carbón arde más rápido cuantos más pe$ue%os son los peda&osA # si está finamente pulveri&ado, arde tan rápido $ue provoca una e1plosión.
!aturale&a $u#mica de los reactivos $ue intervienen en la reacci"n Bependiendo del tipo de reactivo $ue intervenga, una determinada reacción tendrá una energ/a de activación= •
u# alta, # entonces será mu# lenta.
•
u# baa, # entonces será mu# rápida.
4s/, por eemplo, si tomamos como referencia la o1idación de los metales, la o1idación del sodio es mu# rápida, la de la plata es mu# lenta # la velocidad de la o1idación del "ierro es intermedia entre las dos anteriores.
Concentraci"n de los reactivos
0i los reactivos están en disolución o son gases encerrados en un recipiente, cuanto ma#or sea su concentración, más alta será la velocidad de la reacción en la $ue participen, #a $ue, al "aber más part/culas en el mismo espacio, aumentará el n?mero de colisiones. l ata$ue $ue los ácidos reali&an sobre algunos metales con desprendimiento de "idrógeno es un buen eemplo, #a $ue este ata$ue es muc"o más violento cuanto ma#or es la concentración del ácido. a variación de la velocidad de reacción con los reactivos se e1presa, de manera general, en la forma= F
v D k AE
BEG
Bonde + # son coeficientes $ue no coinciden necesariamente con los coeficientes este$uiom!tricos de la reacción general antes considerados. a constante de velocidad k , depende de la temperatura.
Catali&adores os catali&adores son sustancias $ue facilitan la reacción modificando el mecanismo por el $ue se desarrolla. n ning?n caso el catali&ador provoca la reacción $u/micaA no var/a su calor de reacción. os catali&adores se a%aden en pe$ue%as cantidades # son mu# espec/ficosA es decir, cada catali&ador sirve para unas determinadas reacciones. l catali&ador se puede recuperar al final de la reacción, puesto $ue no es reactivo ni participa en la reacción. -ara la reacción a4 ' b $ue da rI' s0, la velocidad de reacción es la rapide& con $ue se forman I # 0 (lo $ue es igual $ue la rapide& con la $ue desaparecen 4 # ).
-ara la reacci"n
a velocidad de reacción es la rapide& con la $ue 4 # se transforman en I # 0 -ara la reacción rI' s0 $ue da a4 ' b, la velocidad de reacción es la rapide& con $ue se forman 4 # (lo $ue es igual $ue la rapide& con la $ue desaparecen I # 0).
-ara la reacci"n
a velocidad de reacción es la rapide& con la $ue I # 0 se transforman en 4 #
E./ILI0RIO ./12ICO s un estado de cual$uier sistema en el $ue e1ista al menos una reacción reversible # la concentración de cada especie no cambie conforme pase el tiempo. -ara $ue la concentración de cada especie $ue está presente en el sistema no cambie a pesar de la e1istencia de una o más reacciones, en cada reacción reversible la velocidad de la reacción $ue se despla&a "acia la i&$uierda debe ser igual a la velocidad de reacción $ue se despla&a "acia la derec"a. -ara la reacción
a constante de e$uilibrio se escribe=
os productos se encuentran en el numerador para $ue la magnitud de la constante indi$ue la magnitud del despla&amiento de la reacción "acia la derec"a.
