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TITULACIÓN CONDUCTIMÉTRICA ÁCIDO-BASE [1]
Luis Pedroza, Carolina Vesga, Jorge Hernández
Universidad del Atlántico - Departamento de Química – Química analítica IV
Barranquilla – Atlántico - Colombia
29 de mayo del 2013
Resumen
En la práctica realizada se determinó la conductancia de tres muestras, ácido fuerte (HCl), ácido débil
(CH3COOH) y por último una mezcla de ambos (HCl - CH3COOH), adicional a eso su concentración y los
puntos de equivalencia cuando reacciona con una base fuerte como el hidróxido de sodio (NaOH). Con la ayuda
de un conductímetro se determinó la conductancia para cada volumen adicionado del titulante. Los
procedimientos y cálculos realizados se especifican en el presente informe.
Palabras Clave: Conductimetría, Punto de equivalencia, conductancia, ácido fuerte, ácido débil, base fuerte.
Abstract
In practice determined on the conductance of three samples, strong acid (HCl), weak acid (CH3COOH) and
finally a mixture of both (HCl - CH3COOH) in addition to that its concentration and equivalence points when
reacted with a strong base such as sodium hydroxide (NaOH). With the help of conductivity conductance was
determined for each volume of titrant added. The procedures and calculations specified in this report.
Keywords: Conductimetry, equivalence point, conductance, strong acid, weak acid, strong base.
1. Introducción.
La conducción de una corriente eléctrica a través de una
solución de un electrolito involucra la migración de
especies cargadas positivamente hacia el cátodo y
especies cargadas negativamente hacia el ánodo. La
conductancia de una solución, que es una medida del
flujo de corriente que resulta de la aplicación de una
fuerza eléctrica dada, depende directamente del número
de partículas cargadas que contiene. Todos los iones
contribuyen al proceso de conducción, pero la fracción
de corriente transportada por cada especie está
determinada por su concentración relativa y su
movilidad inherente en el medio.
La aplicación de las mediciones de conductancia directa
al análisis es limitada porque es una propiedad de
naturaleza no selectiva. Los usos principales de las
mediciones directas han estado confinados al análisis de
mezclas binarias de agua-electrolito y a la
determinación de la concentración total del electrolito.
Esta última medición es particularmente útil como
criterio de pureza del agua destilada.
Por otra parte, las titulaciones conductimétricas, en las
que las mediciones de la conductancia se usan para
indicar el punto final de una reacción se puede aplicar a
la determinación de una variedad de sustancias.
Fig. 1. Gráfico de una valoración conductimétrica ácido-base.
2. L. Pedroza; C. Vesga; J. Hernández – Titulación Conductimétrica ácido-base
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La ventaja principal del punto final conductimétrico es
su aplicabilidad a la titulación de soluciones muy
diluidas y a sistemas en los que la reacción es
relativamente incompleta. Así, por ejemplo, es posible
la titulación conductimétrica de una solución acuosa de
fenol (kaq≅10-10) aunque el cambio de pH en el punto
de equivalencia es insuficiente para un punto final
potenciométrico o con indicador visual.
Fig. 2. Gráfico de una valoración conductimétrica de una mezcla
ácido fuerte y débil.
La técnica tiene sus limitaciones. En particular, se hace
menos precisa y menos satisfactoria al aumentar la
concentración total de electrolitos. Verdaderamente, el
cambio en la conductancia debido al agregado del
reactivo titulante puede ser enmascarado
considerablemente por altas concentraciones de
electrolitos en la solución a titular; en estas
circunstancias el método no se puede usar.
La valoración por conductimetría correspondiente a la
reacción de un ácido y una base fuerte, por ejemplo el
HCl y NaOH, se basa en la siguiente reacción iónica:
Así, en la valoración del HCl, al ir apareciendo en la
disolución iones Na+
y por consiguiente desapareciendo
H+
, irá descendiendo la conductividad de la disolución
hasta llegar a un punto llamado punto de equivalencia o
de neutralización, en el que la conductividad sólo se
debe a los iones presentes en elmedio.
Pero si se sigue añadiendo más cantidad de base fuerte
los iones aparecerán en la disolución, con
elconsiguiente aumento de la conductancia de la misma.
Si se trata de valorar un ácido relativamente débil, como
el ácido acético, con una base fuerte, la reacción que se
produce es la siguiente:
Inicialmente se produce un pequeño descenso de la
conductancia debido a la pequeña cantidad de ácido
acético disociado, pero luego va aumentando
lentamente como consecuencia de la aparición de iones
y hasta llegar al punto de
neutralización, donde se produce un aumento brusco de
la conductancia debido a la incorporación de un exceso
de iones .
2. Objetivos.
- Evaluar el punto de equivalencia de la reacción
ácido-base entre las muestras en la interacción
con la base fuerte, utilizando el gráfico de
valoración.
- Comparar los vales de conductancia obtenidos
para cada muestra con los datos reportados en
tablas.
3. Desarrollo experimental.
- Se agregó una alícuota de 25 mL de HCl en un
Beacker de 250mL y se diluyo hasta 100mL con
agua destilada.
- Se calibró el conductímetro con una solución de
KCl 0,01M hasta que marco una conductancia de
1413 s.
- Previo a la titulación se realizó el montaje para la
titulación: ajuste del agitador magnético, bureta,
barra magnética en el vaso, se insertó el
electrodo de vidrio en la solución y se midió la
conductancia antes adicionar el titulante (NaOH
2 M). Registrando el valor medido.
- Luego se adicionó volúmenes de NaOH a
intervalos de 0,5 mL, registrando la
conductancia obtenida para cada volumen
- Se repitió el mismo procedimiento con dos
alícuotas adicionales de HCl y CH3COOH.
3. L. Pedroza; C. Vesga; J. Hernández – Titulación Conductimétrica ácido-base
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4. Resultados y Análisis.
4.1 Titulación conductimétrica para un ácido fuerte (HCl).
En la titulación se utilizó una alícuota de 25 mL de HCl, se obtuvo la conductancia para cada mL de NaOH
agregado; en la tabla 1, se muestran los resultados de la titulación, además de los cálculos pertinentes para
hallar su punto de equivalencia correspondiente a 1.5 mL de NaOH con una conductancia de 4320 µc/cm. Se
resalta el punto de equivalencia para la valoración, en cada método en su respectiva gráfica. Se puede asociar varios
factores que pudieron afectar esta valoración como por ejemplo la hidrólisis de los compuestos, los efectos
interionicos que se presentan a medida que va transcurriendo el tiempo y la reacción se va llevando a cabo,
contaminaciones cruzadas.
Tabla 1. Conductancia para el ácido fuerte.
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
Conductancia
mL NaOH
Gráfica 1. Conductancia HCl
mL de NaOH µc/cm
0,5 8150
1 5000
1,5 4320
2 6520
2,5 9000
4. L. Pedroza; C. Vesga; J. Hernández – Titulación Conductimétrica ácido-base
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4.2 Titulación conductimétrica para un ácido débil (CH3COOH).
Se realiza la titulación utilizado una alícuota de 25 mL de CH3COOH se obtuvo la conductancia para cada mL de
NaOH agregado; en la tabla 2 se observa los resultados de la titulación, además de los cálculos pertinentes
para hallar el punto de equivalencia que corresponde a 0.1 de NaOH con una conductancia de 380 µc/cm. Se
resalta el punto de equivalencia para la valoración con su respectiva gráfica. Evidentemente en la curva obtenida
para esta muestra el titulante disminuye significativamente la conductividad esto puede explicarse debido a la baja
concentración de protones por parte del ácido, la conductancia aumentará en la medida que se estabilice la nueva
solución.
Tabla 2. Conductancia para el ácido débil.
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
Conductancia
mL NaOH
Gráfica 2. Conductancia CH3COOH
mL NaOH µc/cm
0 440
0,1 380
0,2 470
0,3 610
0,4 740
0,5 880
1 1630
1,5 2310
2 3030
2,5 3760
3 4470
4 6630
5. L. Pedroza; C. Vesga; J. Hernández – Titulación Conductimétrica ácido-base
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4.3 Titulación conductimétrica para la mezcla ácido fuerte-ácido débil (HCl-CH3COOH).
Se realiza el mismo procedimiento con una alícuota de 25 mL de la mezcla de ácido fuerte - ácido débil, en la tabla
3 se observa los resultados obtenidos así como el punto de equivalencia que corresponde a de 1.2 mL de NaOH con
una conductancia de 3690 µc/cm. Se resalta el punto de equivalencia para la valoración con su respectiva gráfica.
Para este caso no es posible evidenciar los dos puntos de equivalencia correspondientes a la mezcla de los ácidos.
Tabla 3. Conductancia para la mezcla (HCl- CH3COOH)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
0 1 2 3 4 5 6
Conductancia
mL NaOH
Gráfica 3. Conductancia HCl + CH3COOH
mL NaOhH µc/cm
0 9720
0,3 9070
0,55 7340
0,6 7000
0,75 6210
0,9 5250
1 4600
1,2 3690
1,55 3890
1,7 4140
2,05 4660
2,5 5340
3 6200
3,5 6870
4 7600
4,5 8360
5 9060
6. L. Pedroza; C. Vesga; J. Hernández – Titulación Conductimétrica ácido-base
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Se expresan los volúmenes que se requieren para alcanzar el punto de equivalencia para titulación en la tabla 4 y se
calcula la concentración de tanto de HCl como de CH3COOH.
Tabla 4. Puntos de equivalencia para cada valoración.
Muestra Titulación para el HCl Titulación el CH3COOH
Titulación para la mezcla
HCl + CH3COOH
Volumen gastado de
NaOH en mL
1,5 0,1 1,2
Concentración (M) (0.12±5,4329*10-4
)M (0.008±4,2967*10-4
)M
Cálculo para la concentración del HCl
M
Concentración de CH3COOH
4 Conclusiones.
- Se comprobó la metodología de titulación de soluciones por métodos conductimétricos, dando los resultados
esperados y muy similares a la tendencia estipulada teóricamente.
- Se determinó la concentración de las muestras HCl y CH3COOH que corresponden a (0.12±5,4329*10-4
) M y
(0.008±4,2967*10-4
) M respectivamente.
- Se observó el punto de equivalencia para las valoraciones conductimétricas ácido -base los cuales se presentan en la
tabla 4.
5 Bibliografía.
[1].Guía de laboratorio. Práctica I. Química Analítica IV. Preparación y estandarización potenciométrica de una
solución de NaOH aproximadamente 0,1 m
[2]. Skoog, West, Holler, Crouch. Fundamentos de química analítica. 8° Ed.
[3] Titulaciones Conductimétricas. [En línea]. [Mayo 20 del 2013]. Disponible en la web:
<http://www.ciens.ucv.ve:8080/generador/sites/martinezma/archivos/Titulaciones%20Conductimetricas.pdf>