Valoraciones redox

En las reacciones redox se transfieren electrones, mientras que en las reacciones ácido-base se transfieren protones. Del mismo modo en que un ácido se puede valorar con una base, un agente oxidante se puede valorar con un agente reductor, utilizando un procedimiento semejante. Así, por ejemplo, se puede añadir con cuidado una disolución que contenga un agente oxidante a una disolución que contenga un agente reductor. El punto de equivalencia se alcanza cuando el agente reductor es completamente oxidado por el agente oxidante.

Igual que las valoraciones ácido-base, las valoraciones redox por lo general requieren de un indicador que tenga un cambio de color nítido. En presencia de una gran cantidad de agente reductor, el color del indicador es característico de su forma reducida. El indicador adopta el color que tiene en su forma oxidada cuando está en presencia de un medio oxidante. En el punto de equivalencia, o cerca de este, ocurrirá un cambio de color nítido del indicador al pasar de una forma a otra, por lo que el punto de equivalencia puede identificarse fácilmente.

El dicromato de potasio (K₂Cr₂O₂) y el permanganato de potasio (KMnO₄) son dos agentes oxidantes muy comunes. Los colores de los aniones dicromato  y permanganato son muy diferentes de los colores que tienen las especies reducidas.

Estos agentes oxidantes se pueden utilizar por sí mismos como indicador interno de una valoración redox, ya que los colores de las formas oxidada y reducida son muy distintos.

Las valoraciones redox requieren del mismo tipo de cálculo (basados en el método del mol) que las neutralizaciones ácido-base. Sin embargo, la diferencia entre estas radica en que las ecuaciones y la estequiometria tienen a ser más complejas en las reacciones redox.

Valoración ácido base

Los estudios cuantitativos de las reacciones de neutralización ácido-base se llevan a cabo en forma adecuada por medio de una técnica conocida como valoración. En una valoración, una disolución de concentración exactamente conocida, denominada disolución patrón, se agrega en forma gradual a otra disolución de concentración desconocida hasta que la reacción química entre las dos disoluciones se complete. Si se conoce el volumen de la disolución patrón y de la disolución desconocida que se utilizaron en la valoración, además de conocer la concentración de la disolución patrón, se puede calcular la concentración de la disolución desconocida.

El hidróxido de sodio es una de las bases más utilizadas en laboratorios, sin embargo es difícil conseguir hidróxido de sodio solido en forma pura porque tiene a absorber el agua del aire, y sus disoluciones reaccionan con el dióxido de carbono. Por ello, una disolución de hidróxido de hidróxido debe ser valorada antes de utilizarse en el trabajo analítico preciso. Las disoluciones de hidróxido de sodio se pueden valorar al titularlas contra una disolución ácida de concentración exactamente conocida. El ácido que se elige con mayor frecuencia es un ácido monoprótico llamado ftalato ácido de potasio (KHF), cuya fórmula molecular es KHC₈H₄O₄. El HKF es un sólido blanco, soluble que se consigue comercialmente en forma muy pura. La reacción entre KHF y el hidróxido de sodio es:

KHC₈H₄O₄(ac) + NaOH(ac) à KNaC₈H₄O₄(ac) + H2O(l)

Y la ecuación ionica neta es:

HC₈H₄O₄⁺(ac) + OH^-(ac) à C₈H₄O⁺₄(ac) + H₃O^-(l)

Primero se transfiere al matraz Erlenmeyer una cantidad conocida de KHF y se le agrega algo de agua destilada para disolverlo, a continuación se agrega cuidadosamente una disolución de NaOH contenida en una bureta hasta que se alcanza el punto de equivalencia, es decir, el punto al cual el ácido ha reaccionado o neutralizado completamente a la base. El punto de equivalencia se detecta por el cambio brusco de color de un indicador que se ha añadido a la disolución del ácido. En las valoraciones ácido-base, los indicadores son sustancias que tienen colores muy distintos en medios ácidos y básicos. La fenolftaleína es un indicador muy utilizado que en medio ácido o neutro es incoloro, pero adquiere un color rosa intenso en disoluciones básicas. En el punto de equivalencia, todo el KHF presente ha sido neutralizado por el NaOH añadido y la disolución sigue siendo incolora. Sin embargo, con una sola gota de más en la disolución de NaOH de la bureta, la disolución de inmediato se torna de un color rosa intenso porque ahora es básica.