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.
