Análisis Volumétrico y Valoraciones Ácido-Base
Introducción
El análisis volumétrico y Valoraciones Ácido-Base son un conjunto de técnicas de análisis químico cuantitativo basadas en la medida precisa del volumen de una disolución de concentración conocida necesario para reaccionar con una cantidad determinada de analito.
Las valoraciones ácido-base constituyen una de las aplicaciones más habituales del análisis volumétrico. En ellas, una disolución ácida o básica de concentración conocida se añade progresivamente a otra disolución hasta alcanzar el punto de equivalencia. A partir del volumen consumido y de la estequiometría de la reacción puede determinarse la concentración de la muestra.
Principales Tipos de Valoraciones
| Tipo de valoración | Fundamento | Aplicación principal |
|---|---|---|
| Ácido-base | Reacción de neutralización | Determinación de ácidos y bases |
| Redox | Transferencia de electrones | Determinación de agentes oxidantes y reductores |
| Complexométrica | Formación de complejos | Determinación de iones metálicos |
| Por precipitación | Formación de un compuesto insoluble | Determinación de determinados iones |
| Valoración directa | El valorante reacciona directamente con el analito | Procedimiento volumétrico convencional |
| Valoración por retroceso | Se añade un exceso conocido de reactivo y posteriormente se valora el sobrante | Sustancias difíciles de valorar directamente |
| Valoración indirecta | El analito genera otra especie que posteriormente se valora | Determinaciones en las que no existe una reacción directa adecuada |
| Potenciométrica | El punto de equivalencia se determina mediante medida de potencial o pH | Valoraciones instrumentales |
Material Necesario
| Material | Características recomendadas | Uso principal |
|---|---|---|
| Bureta | 25 o 50 ml, preferiblemente Clase A/AS | Adición precisa del valorante |
| Soporte universal | Base estable y varilla metálica | Sostener la bureta |
| Pinza para bureta | Simple o doble | Mantener la bureta vertical |
| Pipeta aforada | Clase A/AS | Medir la alícuota de muestra |
| Pipeta graduada | Clase A/AS | Transferencia de diferentes volúmenes |
| Propipeta | Manual o automática | Aspiración segura |
| Matraz Erlenmeyer | 100–250 ml | Contener la muestra durante la valoración |
| Matraz aforado | Clase A | Preparar disoluciones patrón |
| Vaso de precipitados | Vidrio borosilicato | Contener reactivos |
| Embudo pequeño | Vidrio o plástico | Llenar la bureta |
| Frasco lavador | Polietileno | Lavar las paredes del Erlenmeyer |
| Indicadores ácido-base | Según intervalo de viraje | Detectar el punto final |
| pH-metro | Calibrable | Seguimiento potenciométrico |
| Electrodo de pH | Vidrio | Medida del pH |
| Agitador magnético | Velocidad regulable | Mantener homogénea la disolución |
| Barra magnética | Recubrimiento de PTFE | Agitación |
| Balanza analítica | Resolución adecuada | Preparación de patrones primarios |
| Papel blanco | Superficie clara | Facilitar la observación del cambio de color |
| Agua destilada | — | Preparación y lavado |
| Disoluciones patrón | Concentración conocida | Estandarización y valoración |



























Qué es el Análisis Volumétrico
El análisis volumétrico es un método de análisis químico cuantitativo que permite determinar la cantidad o concentración de una sustancia midiendo el volumen de una disolución de concentración conocida necesario para reaccionar completamente con ella.
La disolución de concentración conocida se denomina valorante o disolución patrón, mientras que la sustancia cuya cantidad o concentración se desea determinar se denomina analito.
El valorante se añade de forma controlada, normalmente mediante una bureta, hasta alcanzar el punto final de la valoración, que debe corresponder lo más aproximadamente posible al punto de equivalencia de la reacción.
Para obtener resultados fiables es necesario conocer:
- La concentración del valorante.
- El volumen de valorante utilizado.
- La cantidad o volumen de muestra analizada.
- La ecuación química ajustada de la reacción.
- La relación estequiométrica entre el analito y el valorante.
- El criterio utilizado para detectar el punto final de la valoración.
- Las posibles diluciones realizadas previamente sobre la muestra.
- La precisión del material volumétrico utilizado.
Fundamento del Análisis Volumétrico
El análisis volumétrico se basa en una reacción química de estequiometría conocida entre el analito y una disolución valorante de concentración conocida.
Durante la valoración:
- Se mide una cantidad conocida de muestra.
- Se introduce en un recipiente adecuado.
- Se añade progresivamente el valorante desde una bureta.
- Se mantiene la muestra en agitación para favorecer una reacción homogénea.
- Se continúa la adición hasta alcanzar el punto de equivalencia o detectar experimentalmente el punto final.
- Se registra el volumen de valorante consumido.
- Se utiliza la ecuación química ajustada para establecer la relación estequiométrica entre el analito y el valorante.
- Se calculan los moles de valorante utilizados.
- A partir de la relación estequiométrica se determinan los moles de analito presentes en la muestra.
- Finalmente, se calcula la concentración, cantidad o masa del analito según el objetivo del análisis.
Requisitos de una Reacción Volumétrica
Para que una reacción química pueda utilizarse correctamente en un análisis volumétrico debe cumplir una serie de condiciones que permitan relacionar con precisión el volumen de valorante utilizado con la cantidad de analito presente en la muestra.
- Tener una estequiometría perfectamente conocida.
- Presentar una ecuación química claramente definida y ajustada.
- Ser suficientemente rápida en las condiciones de trabajo.
- Producirse prácticamente de forma completa.
- Presentar una constante de equilibrio suficientemente favorable hacia los productos.
- Tener una relación cuantitativa definida entre analito y valorante.
- Presentar pocas reacciones secundarias o interferencias.
- Ser suficientemente selectiva para el analito que se desea determinar.
- Utilizar un valorante de concentración conocida con suficiente exactitud.
- Utilizar reactivos suficientemente estables durante el análisis.
- Permitir conservar estable la concentración de la disolución valorante.
- No producir pérdidas apreciables de analito o valorante durante la reacción.
- Permitir determinar con claridad el punto de equivalencia.
- Permitir detectar experimentalmente un punto final próximo al punto de equivalencia.
- Producir un cambio observable o medible cerca del punto final, ya sea mediante un indicador o mediante una técnica instrumental.
- Presentar unas condiciones de pH, temperatura y medio de reacción que puedan mantenerse suficientemente controladas.
- No verse afectada significativamente por pequeñas variaciones de las condiciones experimentales.
- Permitir obtener resultados reproducibles en valoraciones sucesivas.
Valorante
El valorante es una disolución de concentración conocida que se añade de forma controlada, normalmente desde una bureta, para reaccionar con el analito presente en la muestra.
Para poder utilizarse correctamente debe:
- Tener una concentración conocida con suficiente precisión.
- Permanecer químicamente estable durante el análisis.
- Reaccionar de forma rápida y cuantitativa con el analito.
- Presentar una estequiometría de reacción conocida.
- Producir pocas reacciones secundarias.
- Mantener su concentración durante el almacenamiento y uso.
- Estar correctamente preparado y, cuando sea necesario, estandarizado.
- Conservarse en un recipiente adecuado.
- Estar correctamente etiquetado.
- Indicar concentración, fecha de preparación y responsable cuando proceda.
Ejemplos habituales de Valorantes en Análisis Ácido-Base:
- Hidróxido de sodio, NaOH.
- Ácido clorhídrico, HCl.
- Ácido sulfúrico, H₂SO₄.
- Hidróxido de potasio, KOH.
- Ácido nítrico, HNO₃, en determinadas aplicaciones.
Analito
El analito es la sustancia o especie química cuya cantidad o concentración se desea determinar mediante el análisis volumétrico.
El analito se encuentra contenido en la muestra y debe reaccionar de forma conocida y estequiométrica con el valorante.
Una porción medida y representativa de la muestra recibe normalmente el nombre de alícuota.
La alícuota debe:
- Ser representativa de la muestra original.
- Tener un volumen conocido con suficiente precisión.
- Mantener la misma composición que la muestra de origen.
- Transferirse evitando pérdidas o contaminación.
- Medirse con material volumétrico adecuado.
La alícuota se mide normalmente con:
- Pipeta aforada, cuando se requiere una elevada precisión.
- Pipeta graduada, cuando se necesitan diferentes volúmenes.
- Micropipeta, cuando se trabaja con volúmenes pequeños.
Una vez medida, la alícuota se transfiere normalmente a un matraz Erlenmeyer u otro recipiente adecuado para realizar la valoración.
Patrones Primarios
Un patrón primario es una sustancia de elevada pureza y composición perfectamente conocida que se utiliza para preparar directamente una disolución de concentración exacta o para estandarizar otras disoluciones valorantes.
Debe presentar:
- Elevada pureza.
- Composición química perfectamente conocida.
- Buena estabilidad química.
- Estabilidad durante el almacenamiento.
- Baja higroscopicidad.
- No absorber fácilmente CO₂, O₂ u otros componentes del aire.
- Poder secarse fácilmente cuando sea necesario.
- Masa molar suficientemente elevada para reducir el error relativo de pesada.
- Buena solubilidad en el medio de trabajo.
- Reacción rápida con la sustancia que se desea estandarizar.
- Reacción prácticamente completa.
- Estequiometría de reacción perfectamente definida.
- Pocas reacciones secundarias.
- Facilidad para pesarse con precisión.
Ejemplo habitual para estandarizar NaOH:
- Hidrogenoftalato de potasio, KHP (KHC₈H₄O₄).
El KHP se utiliza frecuentemente porque presenta elevada pureza, buena estabilidad, masa molar relativamente alta y reacciona con el NaOH según una relación estequiométrica 1:1.
Patrones Secundarios
Un patrón secundario es una disolución cuya concentración exacta no se obtiene directamente a partir de su preparación, sino que se determina posteriormente mediante una valoración frente a un patrón primario.
Se utiliza cuando la sustancia empleada para preparar el valorante no reúne todas las características necesarias para actuar como patrón primario.
Debe:
- Tener una concentración determinada mediante estandarización.
- Reaccionar de forma rápida y estequiométrica con el patrón primario.
- Mantener una concentración suficientemente estable durante su utilización.
- Conservarse en condiciones adecuadas.
- Estandarizarse nuevamente cuando exista riesgo de cambio de concentración.
- Estar correctamente etiquetado con su concentración y fecha de estandarización.
Ejemplo:
Una disolución de NaOH puede prepararse con una concentración aproximada y posteriormente estandarizarse utilizando hidrogenoftalato de potasio (KHP) como patrón primario.
El NaOH se considera un patrón secundario porque puede absorber humedad y dióxido de carbono del aire, lo que dificulta preparar directamente una disolución de concentración exacta mediante pesada.
Valoración Directa
En una valoración directa, el valorante se añade directamente sobre la muestra y reacciona con el analito hasta alcanzar el punto de equivalencia.
El procedimiento básico consiste en:
- Medir una cantidad conocida de muestra.
- Introducirla en un matraz Erlenmeyer u otro recipiente adecuado.
- Añadir un indicador o utilizar un sistema instrumental para detectar el punto final.
- Añadir progresivamente el valorante desde una bureta.
- Mantener la muestra en agitación.
- Detener la adición al alcanzar el punto final.
- Registrar el volumen de valorante consumido.
- Calcular la cantidad o concentración del analito mediante la estequiometría de la reacción.
Ejemplo de valoración ácido-base:
HCl + NaOH → NaCl + H₂O
La relación estequiométrica entre HCl y NaOH es 1:1. Por tanto, en el punto de equivalencia, los moles de NaOH añadidos son iguales a los moles de HCl presentes en la alícuota analizada.
Procedimiento General:
- Medir con precisión una cantidad o alícuota conocida de la muestra.
- Transferir la muestra a un matraz Erlenmeyer limpio.
- Añadir unas gotas del indicador adecuado, cuando se utilice detección visual.
- Preparar la bureta y llenarla con la disolución valorante.
- Registrar el volumen inicial de la bureta.
- Añadir progresivamente el valorante mientras se agita la muestra.
- Reducir la velocidad de adición al aproximarse al punto final.
- Añadir el valorante gota a gota cerca del punto final.
- Detectar el cambio de color del indicador o la señal instrumental correspondiente.
- Detener la adición cuando se alcance el punto final.
- Registrar el volumen final de la bureta.
- Calcular el volumen de valorante consumido.
- Utilizar la relación estequiométrica de la reacción para calcular la cantidad de analito.
- Calcular la concentración de la muestra.
- Repetir la valoración cuando sea necesario para comprobar la reproducibilidad de los resultados.
Valoración por Retroceso
La valoración por retroceso es una técnica volumétrica en la que el analito no se valora directamente. En su lugar, se añade a la muestra una cantidad conocida y en exceso de un reactivo, se deja que este reaccione con el analito y posteriormente se determina mediante una segunda valoración cuánto reactivo ha quedado sin reaccionar.
El procedimiento se basa en:
- Medir una cantidad conocida de muestra.
- Añadir una cantidad conocida y en exceso de un reactivo adecuado.
- Permitir que dicho reactivo reaccione completamente con el analito.
- Mantener las condiciones de reacción necesarias durante el tiempo establecido.
- Valorar posteriormente el exceso de reactivo que no ha reaccionado.
- Utilizar para ello una segunda disolución valorante de concentración conocida.
- Detectar el punto final de esta segunda valoración.
- Registrar el volumen de valorante consumido.
- Calcular la cantidad de reactivo que permaneció sin reaccionar.
- Restar esta cantidad de la cantidad añadida inicialmente.
- Determinar así la cantidad de reactivo que reaccionó con el analito.
- Aplicar la relación estequiométrica correspondiente.
- Calcular la cantidad, masa o concentración del analito presente en la muestra.
Se utiliza cuando:
- La reacción directa entre analito y valorante es lenta.
- El analito es poco soluble.
- El punto final de una valoración directa es difícil de detectar.
- La reacción se completa mejor utilizando un exceso de reactivo.
- El analito no reacciona de forma suficientemente rápida con el valorante directo.
- La reacción requiere calentamiento o un determinado tiempo antes de completarse.
- El analito se encuentra en una matriz que dificulta la valoración directa.
- Se obtiene mayor precisión determinando el exceso de reactivo que intentando valorar directamente el analito.
La cantidad de analito se obtiene, por tanto, por diferencia entre la cantidad inicial de reactivo añadida y la cantidad que permanece sin reaccionar después de su contacto con la muestra.
Valoración Indirecta
En una valoración indirecta, el analito no reacciona directamente con la disolución valorante. En su lugar, participa primero en una reacción que genera o consume otra especie química, y esta especie se determina posteriormente mediante valoración.
El procedimiento general consiste en:
- Medir una cantidad conocida de muestra.
- Introducir la muestra en un recipiente adecuado.
- Añadir el reactivo necesario para que el analito produzca o consuma una especie química determinada.
- Mantener las condiciones necesarias para que la reacción se complete.
- Esperar el tiempo requerido cuando la reacción no sea inmediata.
- Comprobar que la transformación del analito ha sido suficiente.
- Añadir los reactivos auxiliares necesarios cuando proceda.
- Valorar la especie química formada o la cantidad de reactivo relacionada con ella.
- Añadir progresivamente la disolución valorante desde la bureta.
- Mantener la muestra en agitación durante la valoración.
- Detectar el punto final mediante indicador o mediante un sistema instrumental.
- Registrar el volumen de valorante consumido.
- Calcular la cantidad de la especie química valorada.
- Relacionar este resultado estequiométricamente con la cantidad de analito original.
- Calcular finalmente la concentración, masa o cantidad del analito presente en la muestra.
Se utiliza cuando:
- El analito no puede valorarse directamente con suficiente precisión.
- La reacción directa es demasiado lenta.
- La reacción directa presenta poca selectividad.
- El punto final de una valoración directa es difícil de detectar.
- El analito reacciona mejor mediante una reacción intermedia.
- Puede generarse una especie química que se valore con mayor facilidad.
- La reacción indirecta proporciona un punto final más definido.
- Existen interferencias que dificultan la valoración directa.
La diferencia principal respecto a la valoración por retroceso es que, en la valoración indirecta, se determina una especie generada o relacionada estequiométricamente con el analito; en la valoración por retroceso, se determina el exceso de un reactivo que previamente se añadió en cantidad conocida.
Valoraciones Ácido-Base
Las valoraciones ácido-base son técnicas de análisis volumétrico basadas en una reacción de neutralización entre una especie ácida y una especie básica. Se utilizan para determinar cuantitativamente la cantidad o concentración de un ácido o una base presente en una muestra.
Durante la valoración, una disolución de concentración conocida, denominada valorante, se añade progresivamente sobre una cantidad conocida de muestra que contiene el analito. La adición continúa hasta alcanzar el punto de equivalencia, momento en el que ácido y base han reaccionado en las proporciones estequiométricas establecidas por la ecuación química.
De forma general:
Ácido + Base → Sal + Agua
En términos iónicos, para un ácido fuerte y una base fuerte, la reacción fundamental es:
H⁺ + OH⁻ → H₂O
La cantidad de valorante consumida hasta alcanzar el punto de equivalencia permite calcular la cantidad de analito presente en la muestra.
Fundamento
La valoración se basa en conocer con precisión:
- El volumen de muestra analizado.
- La concentración del valorante.
- El volumen de valorante consumido.
- La ecuación química ajustada.
- La relación estequiométrica entre ácido y base.
- El punto final de la valoración.
Al conocer los moles de valorante añadidos, puede calcularse mediante la estequiometría de la reacción la cantidad de analito presente.
Por ejemplo:
HCl + NaOH → NaCl + H₂O
La relación entre HCl y NaOH es 1:1.
Por tanto, en el punto de equivalencia:
n(HCl) = n(NaOH)
Si se conoce la concentración y el volumen de NaOH utilizados, pueden calcularse los moles de HCl presentes en la muestra y, a partir de ellos, su concentración.
Punto de Equivalencia
Punto de Equivalencia
El punto de equivalencia es el momento teórico de una valoración en el que el analito y el valorante han reaccionado exactamente en la proporción estequiométrica indicada por la ecuación química ajustada.
En ese punto:
- La cantidad de valorante añadida es químicamente equivalente a la cantidad de analito presente.
- Se ha consumido, según la estequiometría de la reacción, la cantidad correspondiente de analito.
- No depende del indicador utilizado.
- No depende directamente del cambio de color observado.
- Se determina a partir de la relación molar entre analito y valorante.
- Permite calcular la cantidad o concentración del analito.
Por ejemplo:
HCl + NaOH → NaCl + H₂O
La relación estequiométrica es 1:1.
Por tanto, en el punto de equivalencia:
n(HCl) = n(NaOH)
En otras reacciones, la relación puede ser diferente y debe obtenerse siempre de la ecuación química ajustada.
Es importante no confundir el punto de equivalencia con el punto final. El punto de equivalencia es un concepto teórico determinado por la estequiometría, mientras que el punto final es el momento experimental en el que se detecta que la valoración ha terminado mediante un indicador o una medida instrumental.
Además, el pH en el punto de equivalencia no siempre es 7. Depende de la fuerza relativa del ácido y de la base que participan en la valoración.
Punto Final
El punto final es el momento experimental en el que se considera terminada una valoración y se detiene la adición del valorante.
A diferencia del punto de equivalencia, que es un concepto teórico definido por la estequiometría de la reacción, el punto final se determina mediante una señal observable o medible durante el experimento.
Puede detectarse mediante:
- Cambio de color de un indicador.
- Medida de pH mediante pH-metro.
- Variación del potencial eléctrico.
- Cambio de conductividad.
- Cambio de absorbancia u otra propiedad óptica.
- Aparición o desaparición de una especie coloreada.
- Formación o desaparición de un precipitado.
- Otros sistemas instrumentales adecuados al tipo de valoración.
Para que una valoración sea precisa:
- El punto final debe encontrarse lo más próximo posible al punto de equivalencia.
- El sistema de detección debe responder de forma clara y reproducible.
- El cambio observado debe producirse en un intervalo suficientemente estrecho.
- La adición de valorante debe hacerse gota a gota al aproximarse al punto final.
- La muestra debe mantenerse correctamente homogeneizada.
- Debe evitarse añadir un exceso significativo de valorante una vez detectado el cambio.
La diferencia entre el volumen correspondiente al punto final y el que teóricamente correspondería al punto de equivalencia constituye el denominado error de valoración.
En valoraciones con indicadores ácido-base, el punto final se identifica normalmente por un cambio de color persistente durante unos segundos, siempre que el intervalo de viraje del indicador haya sido seleccionado correctamente para esa valoración.
Indicadores Ácido-Base
Los indicadores ácido-base son sustancias que presentan cambios de color en determinados intervalos de pH. Este cambio se debe a que sus formas ácida y básica tienen estructuras y colores diferentes.
Se utilizan para detectar experimentalmente el punto final de una valoración ácido-base.
| Indicador | Intervalo aproximado de viraje | Cambio de color |
|---|---|---|
| Naranja de metilo | 3,1–4,4 | Rojo → amarillo |
| Rojo de metilo | 4,4–6,2 | Rojo → amarillo |
| Azul de bromotimol | 6,0–7,6 | Amarillo → azul |
| Fenolftaleína | 8,2–10,0 | Incoloro → rosa |
El cambio de color no se produce en un único valor de pH, sino dentro de un intervalo denominado intervalo de viraje.
En una valoración debe añadirse una cantidad pequeña de indicador, normalmente unas pocas gotas, para evitar que interfiera significativamente en la reacción.
Elección del Indicador
El indicador debe seleccionarse de manera que su intervalo de viraje coincida con la zona de cambio brusco de pH que se produce alrededor del punto de equivalencia.
No existe un indicador universalmente adecuado para todas las valoraciones.
La elección depende principalmente de:
- La fuerza del ácido.
- La fuerza de la base.
- El pH correspondiente al punto de equivalencia.
- La amplitud del salto de pH alrededor del punto de equivalencia.
- El intervalo de viraje del indicador.
- La facilidad para observar claramente el cambio de color.
- El color propio de la muestra, que puede dificultar la observación.
De forma general:
- Ácido fuerte + base fuerte: el salto de pH es muy amplio y pueden utilizarse varios indicadores. El azul de bromotimol es especialmente adecuado porque su intervalo de viraje se encuentra alrededor de pH 7.
- Ácido débil + base fuerte: el punto de equivalencia se encuentra en medio básico. La fenolftaleína suele ser adecuada.
- Ácido fuerte + base débil: el punto de equivalencia se encuentra en medio ácido. Pueden utilizarse indicadores como el naranja de metilo o el rojo de metilo, dependiendo de la curva de valoración.
- Ácido débil + base débil: el salto de pH suele ser poco pronunciado, por lo que los indicadores visuales pueden resultar poco adecuados. En estos casos es preferible utilizar una detección instrumental, por ejemplo mediante pH-metro.
El indicador debe cambiar de color lo más cerca posible del punto de equivalencia. Si el intervalo de viraje está demasiado alejado, la valoración finalizará antes o después de la cantidad estequiométricamente correcta de valorante, aumentando el error de valoración.
Tipos principales de Valoraciones Ácido-Base
Ácido Fuerte – Base Fuerte
Ejemplo:
HCl + NaOH → NaCl + H₂O
La reacción es rápida y prácticamente completa. El punto de equivalencia se encuentra aproximadamente a pH 7 a 25 °C.
Ácido Débil – Base Fuerte
Ejemplo:
CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O
Antes del punto de equivalencia se forma una disolución tampón. En equivalencia, la disolución resulta básica debido a la hidrólisis de la base conjugada del ácido débil.
Ácido Fuerte – Base Débil
Ejemplo:
HCl + NH₃ → NH₄Cl
El punto de equivalencia se encuentra en medio ácido debido al comportamiento ácido del ion amonio formado.
Ácido Débil – Base Débil
La variación de pH alrededor del punto de equivalencia es menos pronunciada, por lo que su determinación mediante indicadores visuales puede resultar difícil y suele ser preferible emplear métodos instrumentales.
Qué permiten determinar
Las valoraciones ácido-base pueden utilizarse para determinar:
- Concentración de ácidos de concentración desconocida.
- Concentración de bases de concentración desconocida.
- Cantidad total de ácido presente en una muestra.
- Cantidad total de base presente en una muestra.
- Acidez total.
- Basicidad o alcalinidad.
- Pureza de determinadas sustancias ácidas o básicas.
- Concentración de componentes ácidos o básicos de productos comerciales.
- Cantidad de una sustancia capaz de reaccionar estequiométricamente con un ácido o una base.
- Concentración después de procesos de preparación, dilución o tratamiento de muestras.
Aplicaciones habituales
Se utilizan, entre otros campos, para:
- Análisis de disoluciones preparadas en el laboratorio.
- Control de calidad de reactivos.
- Determinación de acidez en productos alimentarios.
- Determinación de acidez o alcalinidad de aguas.
- Análisis de productos químicos comerciales.
- Control de procesos industriales.
- Determinación de pureza de ácidos y bases.
- Estandarización de disoluciones valorantes.
- Análisis de muestras ambientales.
- Prácticas educativas de química analítica.
Una característica fundamental de estas valoraciones es que no basta con alcanzar un determinado pH: debe conocerse la reacción química y respetarse su relación estequiométrica para poder calcular correctamente la cantidad de analito.
Preparación del Puesto de Trabajo
Antes de comenzar una valoración es necesario preparar correctamente el puesto de trabajo para reducir errores de medida, evitar contaminaciones y asegurar que todo el material necesario esté disponible.
- Limpiar y despejar la mesa de trabajo.
- Retirar materiales que no vayan a utilizarse durante la valoración.
- Preparar todo el material de vidrio necesario.
- Comprobar que el material está limpio.
- Revisar que no existan grietas, roturas o defectos en buretas, pipetas y matraces.
- Revisar el correcto funcionamiento de la bureta.
- Comprobar que la llave de la bureta abre y cierra correctamente.
- Comprobar que la punta de la bureta no está obstruida.
- Revisar las pipetas que se van a utilizar.
- Seleccionar la pipeta adecuada al volumen de muestra que se va a medir.
- Preparar la propipeta o pipeteador.
- Colocar el soporte universal sobre una superficie estable.
- Fijar correctamente la bureta mediante la pinza correspondiente.
- Comprobar que la bureta queda aproximadamente vertical.
- Identificar correctamente todos los reactivos.
- Comprobar el nombre, concentración y estado del valorante.
- Verificar que la concentración del valorante está correctamente establecida o estandarizada.
- Preparar el indicador ácido-base adecuado cuando se utilice detección visual.
- Comprobar que el indicador se encuentra en buen estado.
- Preparar la muestra que se va a analizar.
- Homogeneizar la muestra cuando sea necesario.
- Preparar matraces Erlenmeyer limpios para realizar las valoraciones.
- Preparar agua destilada o desionizada.
- Disponer de un frasco lavador para enjuagues.
- Preparar un embudo para llenar la bureta, cuando sea necesario.
- Disponer de papel absorbente para posibles derrames.
- Preparar un recipiente específico para residuos.
- Separar los residuos cuando existan incompatibilidades químicas.
- Preparar etiquetas y rotulador para identificar muestras y disoluciones.
- Preparar una hoja de registro o cuaderno de laboratorio.
- Disponer de calculadora cuando sea necesaria para los cálculos.
- Preparar pH-metro u otro sistema instrumental si se va a utilizar para detectar el punto final.
- Calibrar previamente el instrumento de medida cuando corresponda.
- Mantener los frascos de reactivos cerrados cuando no se estén utilizando.
- Evitar colocar frascos o equipos en zonas donde puedan volcarse.
- Mantener libre la zona situada debajo de la bureta.
- Utilizar campana extractora cuando los reactivos utilizados lo requieran.
- Colocarse la bata de laboratorio antes de manipular los reactivos.
- Utilizar gafas de seguridad y guantes adecuados.
- Comprobar finalmente que todo el material, reactivos y sistemas de seguridad necesarios están preparados antes de comenzar la valoración.
Preparación de la Bureta
La preparación correcta de la bureta es fundamental para evitar errores de volumen durante una valoración. Antes de comenzar debe comprobarse su limpieza, acondicionarse con el valorante y eliminar completamente el aire de la punta.
Procedimiento:
- Comprobar que la bureta está limpia y en buen estado.
- Revisar que no presenta grietas, roturas o daños.
- Comprobar el correcto funcionamiento de la llave.
- Verificar que la llave puede abrirse y cerrarse sin fugas.
- Enjuagar la bureta con agua destilada o desionizada.
- Dejar escurrir completamente el agua de enjuague.
- Añadir una pequeña cantidad de la disolución valorante.
- Inclinar y girar suavemente la bureta para que el valorante moje todas las paredes interiores.
- Hacer pasar una pequeña cantidad de valorante a través de la llave y la punta.
- Desechar el líquido de acondicionamiento en el recipiente adecuado.
- Repetir el acondicionamiento con valorante cuando sea necesario.
- Fijar la bureta al soporte universal utilizando una pinza adecuada.
- Colocarla aproximadamente en posición vertical.
- Comprobar que la escala puede leerse cómodamente.
- Cerrar completamente la llave.
- Colocar un embudo limpio en la parte superior cuando sea necesario.
- Llenar la bureta con la disolución valorante.
- Evitar sobrepasar excesivamente la marca superior de la escala.
- Retirar el embudo después del llenado.
- Esperar unos instantes para que el líquido adherido a las paredes descienda.
- Abrir brevemente la llave para hacer pasar valorante por la punta.
- Comprobar que la punta queda completamente llena.
- Eliminar cualquier burbuja de aire presente en la punta o en la zona de la llave.
- Si existen burbujas, dejar salir una pequeña cantidad de valorante hasta eliminarlas.
- Comprobar nuevamente que no existen fugas.
- Ajustar el nivel inicial si es necesario dejando salir valorante.
- No es imprescindible comenzar exactamente en 0,00 mL, siempre que se registre correctamente la lectura inicial.
- Comprobar que no quedan gotas adheridas al exterior de la punta.
- Situar los ojos a la misma altura que el menisco.
- Leer el menisco evitando errores de paralaje.
- Utilizar normalmente la parte inferior del menisco para disoluciones transparentes.
- Registrar la lectura inicial con la precisión correspondiente a la graduación de la bureta.
- Colocar el recipiente de valoración debajo de la punta.
- Comprobar que la punta queda situada correctamente sobre el recipiente.
- Mantener la bureta preparada y vertical hasta comenzar la valoración.
Por qué Debe Retirarse el Embudo
Una vez llena la bureta, el embudo debe retirarse antes de realizar la lectura inicial y comenzar la valoración.
Si permanece colocado:
- Pueden quedar pequeñas gotas de valorante adheridas al embudo.
- Esas gotas pueden caer posteriormente dentro de la bureta.
- El nivel del líquido puede modificarse después de haber registrado la lectura inicial.
- El volumen realmente añadido a la muestra dejaría de corresponder exactamente con la diferencia entre las lecturas inicial y final.
- Podría introducirse un error sistemático en el volumen de valorante consumido.
- También puede dificultar la correcta lectura del menisco.
Por tanto, después de llenar la bureta debe retirarse el embudo, esperar unos instantes a que el líquido de las paredes descienda, eliminar las posibles burbujas de la punta y solo entonces registrar la lectura inicial.
Eliminación de Burbujas
Las burbujas de aire presentes en la punta o en la zona de la llave de la bureta provocan errores volumétricos, ya que parte del valorante utilizado puede emplearse en llenar ese espacio en lugar de llegar al recipiente de valoración.
Procedimiento:
- Llenar la bureta con la disolución valorante.
- Comprobar visualmente si existen burbujas en la punta.
- Colocar un recipiente adecuado debajo de la bureta.
- Abrir completamente la llave durante unos instantes.
- Dejar salir una cantidad suficiente de valorante para llenar completamente la punta.
- Observar el desplazamiento del aire hacia el exterior.
- Comprobar también la zona situada inmediatamente debajo de la llave.
- Si permanece alguna burbuja, dar pequeños golpes suaves en la zona de la punta mientras se deja salir valorante.
- Evitar golpes fuertes que puedan dañar el vidrio.
- Repetir la apertura de la llave si todavía queda aire.
- Comprobar que la punta está completamente llena de líquido.
- Verificar que el flujo de valorante es continuo y regular.
- Comprobar que no existen fugas en la llave.
- Eliminar cualquier gota adherida al exterior de la punta.
- Volver a ajustar el nivel de valorante si fuera necesario.
- Esperar unos instantes para que el líquido de las paredes interiores termine de descender.
- Comprobar nuevamente la ausencia de burbujas.
- Situar la vista a la altura del menisco.
- Registrar la lectura inicial únicamente después de haber eliminado todo el aire.
- No comenzar la valoración mientras permanezcan burbujas en la bureta.
Si una burbuja desaparece durante la valoración, parte del volumen registrado habrá servido para llenar la punta y no para reaccionar con la muestra, por lo que el volumen de valorante consumido se sobreestimará.
Lectura del Menisco
La lectura correcta del menisco es fundamental para determinar con precisión el volumen de valorante utilizado durante una valoración.
Para realizar correctamente la lectura:
- Mantener la bureta en posición vertical.
- Comprobar que está correctamente fijada al soporte.
- Esperar unos instantes después de añadir o dejar salir líquido para que el nivel se estabilice.
- Colocar los ojos exactamente a la misma altura que el menisco.
- Evitar realizar la lectura desde arriba o desde abajo.
- Mantener la mirada perpendicular a la escala de la bureta.
- Evitar errores de paralaje.
- Identificar claramente la forma del menisco.
- En disoluciones transparentes, utilizar normalmente la parte inferior del menisco como referencia.
- Hacer coincidir visualmente la parte inferior del menisco con la graduación correspondiente.
- Utilizar un fondo claro detrás de la bureta cuando sea necesario para mejorar la visibilidad.
- Puede emplearse una tarjeta blanca con una franja oscura para distinguir mejor el menisco.
- Comprobar que no existen burbujas en la bureta o en su punta antes de efectuar la lectura.
- Verificar que no quedan gotas adheridas a las paredes interiores por encima del nivel principal del líquido.
- Leer directamente la escala sin mover la bureta.
- Recordar que la escala de una bureta aumenta normalmente de arriba hacia abajo.
- Identificar las divisiones principales y secundarias de la escala.
- Registrar todas las cifras que puedan determinarse directamente a partir de la graduación.
- Estimar además una cifra adicional cuando la precisión de la bureta lo permita.
- Mantener el mismo criterio de lectura durante toda la valoración.
- Registrar la lectura inicial antes de comenzar la adición de valorante.
- Registrar la lectura final al alcanzar el punto final.
- No redondear prematuramente las lecturas.
- Anotar las lecturas con el mismo número de cifras decimales.
- Calcular el volumen de valorante utilizado mediante:
Volumen utilizado = Lectura final − Lectura inicial
Por ejemplo, si la lectura inicial es 0,35 mL y la lectura final es 18,70 mL:
18,70 − 0,35 = 18,35 mL
Una lectura incorrecta del menisco puede introducir un error directo en el volumen de valorante y, por tanto, en la concentración calculada del analito.
Preparación de la Pipeta
La pipeta debe prepararse correctamente antes de medir la alícuota de muestra. Su limpieza, acondicionamiento y correcta lectura del menisco son esenciales para transferir un volumen preciso.
Procedimiento:
- Comprobar que la pipeta está limpia y en buen estado.
- Revisar que no presenta grietas, roturas o daños.
- Enjuagar la pipeta con agua destilada o desionizada.
- Dejar escurrir el agua del enjuague.
- Añadir una pequeña cantidad de la muestra que se va a medir.
- Inclinar y girar suavemente la pipeta para que la muestra moje las paredes interiores.
- Desechar el líquido utilizado para el acondicionamiento.
- Repetir el acondicionamiento cuando sea necesario.
- Colocar una propipeta o pipeteador adecuado.
- No introducir nunca la pipeta directamente en la boca.
- Introducir la punta de la pipeta en la muestra.
- Mantener la punta suficientemente sumergida para evitar aspirar aire.
- Aspirar lentamente la muestra hasta situar el nivel ligeramente por encima de la marca de aforo.
- Evitar una aspiración excesivamente rápida que pueda introducir líquido en la propipeta.
- Comprobar que no existen burbujas de aire en el interior.
- Si aparecen burbujas, vaciar la pipeta y repetir la aspiración.
- Retirar la pipeta del recipiente manteniéndola aproximadamente vertical.
- Secar cuidadosamente el exterior de la punta si quedan gotas adheridas, sin extraer líquido del interior.
- Colocar los ojos a la misma altura que la marca de aforo.
- Dejar descender lentamente el líquido.
- Ajustar la parte inferior del menisco exactamente sobre la marca de aforo cuando se trate de una disolución transparente.
- Evitar errores de paralaje durante el ajuste.
- Comprobar nuevamente que no existen burbujas.
- Mantener la pipeta vertical durante la medición.
- Colocar la punta de la pipeta sobre el recipiente de destino, normalmente un matraz Erlenmeyer.
- Dejar salir el líquido de forma natural.
- Mantener la punta apoyada suavemente contra la pared interior del Erlenmeyer durante la descarga cuando sea apropiado.
- No soplar el líquido restante en una pipeta aforada calibrada para vaciado por gravedad.
- Esperar unos segundos después de que haya terminado el flujo principal para permitir el escurrido correcto.
- Retirar la pipeta deslizando suavemente la punta por la pared del recipiente.
- Comprobar que la muestra ha sido transferida sin derrames.
- No intentar expulsar la pequeña cantidad de líquido que permanece normalmente en la punta de una pipeta aforada de vaciado convencional.
- Registrar el volumen nominal de la pipeta utilizada.
- Repetir la operación con el mismo procedimiento cuando se necesiten varias alícuotas.
- Lavar la pipeta después de finalizar el trabajo y almacenarla correctamente.
Nunca debe pipetearse con la boca. Debe utilizarse siempre una propipeta, pipeteador o sistema de aspiración adecuado.
Preparación de la Muestra
La muestra debe prepararse de forma que la alícuota utilizada en la valoración sea representativa y contenga una cantidad conocida de analito.
Procedimiento:
- Identificar correctamente la muestra.
- Comprobar que el recipiente está correctamente etiquetado.
- Verificar que la muestra se encuentra en condiciones adecuadas para el análisis.
- Homogeneizar la muestra antes de tomar la alícuota.
- Evitar una agitación excesiva si puede producir espuma, pérdida de componentes volátiles o alteraciones de la muestra.
- Seleccionar el volumen de alícuota adecuado para la valoración.
- Elegir la pipeta apropiada para medir dicho volumen.
- Acondicionar previamente la pipeta con una pequeña cantidad de muestra cuando corresponda.
- Medir con precisión la alícuota.
- Comprobar que no existen burbujas de aire en la pipeta.
- Ajustar correctamente el menisco a la marca de aforo.
- Transferir la alícuota al matraz Erlenmeyer.
- Dejar escurrir correctamente la pipeta.
- No expulsar el líquido residual de una pipeta aforada calibrada para vaciado por gravedad.
- Comprobar que toda la alícuota prevista ha sido transferida correctamente.
- Añadir agua destilada o desionizada cuando sea necesario para aumentar el volumen de trabajo.
- Añadir suficiente agua para facilitar la agitación y el contacto entre muestra y valorante.
- Evitar una dilución innecesariamente elevada cuando pueda dificultar la detección del punto final.
- Mezclar suavemente el contenido del Erlenmeyer.
- Añadir el indicador ácido-base adecuado cuando la detección del punto final sea visual.
- Utilizar únicamente la cantidad necesaria de indicador.
- Evitar un exceso de indicador, ya que también participa en equilibrios ácido-base y puede introducir un pequeño error.
- Mezclar nuevamente la disolución para distribuir uniformemente el indicador.
- Observar y registrar, cuando sea relevante, el color inicial de la muestra.
- Si se utiliza detección instrumental, introducir correctamente el electrodo o sensor correspondiente.
- Comprobar que el sensor queda suficientemente sumergido sin interferir con la agitación.
- Colocar el Erlenmeyer debajo de la bureta.
- Situar la punta de la bureta dentro de la boca del Erlenmeyer, sin tocar sus paredes ni el líquido.
- Comprobar que el recipiente puede agitarse cómodamente durante la valoración.
- Mantener la muestra preparada hasta comenzar inmediatamente la adición del valorante.
Añadir agua destilada o desionizada aumenta el volumen total de la disolución y disminuye su concentración, pero no modifica los moles de analito contenidos originalmente en la alícuota. Por tanto, si no se produce ninguna reacción, pérdida o contaminación, la cantidad de valorante necesaria para alcanzar el punto de equivalencia permanece inalterada.
Procedimiento de Valoración Ácido-Base
La valoración ácido-base permite determinar la cantidad o concentración de un ácido o una base mediante su reacción estequiométrica con una disolución valorante de concentración conocida. Para obtener resultados fiables, la adición del valorante debe controlarse especialmente al aproximarse al punto final.
Procedimiento:
- Preparar y despejar correctamente el puesto de trabajo.
- Comprobar que todo el material de vidrio está limpio y en buen estado.
- Identificar correctamente la muestra, el valorante y los demás reactivos que se van a utilizar.
- Comprobar la concentración conocida o previamente estandarizada del valorante.
- Seleccionar el indicador ácido-base adecuado para el tipo de valoración.
- Preparar la bureta siguiendo el procedimiento correspondiente.
- Acondicionar la bureta con una pequeña cantidad de valorante.
- Llenar la bureta con el valorante.
- Eliminar completamente las burbujas de aire de la punta y de la zona de la llave.
- Retirar el embudo utilizado para llenar la bureta.
- Comprobar que la bureta permanece aproximadamente vertical.
- Esperar unos instantes hasta que el nivel del valorante se estabilice.
- Situar los ojos a la altura del menisco.
- Registrar con precisión la lectura inicial de la bureta.
- Homogeneizar la muestra antes de tomar la alícuota.
- Seleccionar una pipeta adecuada al volumen de muestra requerido.
- Acondicionar la pipeta con una pequeña cantidad de muestra cuando corresponda.
- Medir con precisión la alícuota de muestra.
- Transferir la alícuota a un matraz Erlenmeyer limpio.
- Dejar escurrir correctamente la pipeta sin forzar la salida del líquido residual cuando se utilice una pipeta aforada de vaciado convencional.
- Añadir agua destilada o desionizada cuando sea necesario para disponer de un volumen suficiente para una buena agitación.
- Añadir únicamente la cantidad necesaria del indicador seleccionado.
- Mezclar suavemente el contenido del Erlenmeyer.
- Observar y, cuando sea conveniente, registrar el color inicial de la disolución.
- Colocar el Erlenmeyer debajo de la bureta.
- Situar la punta de la bureta dentro de la boca del Erlenmeyer sin que toque sus paredes ni el líquido.
- Sujetar el Erlenmeyer de forma que pueda agitarse continuamente durante la valoración.
- Abrir la llave de la bureta y comenzar a añadir el valorante.
- Agitar continuamente el Erlenmeyer mediante movimientos circulares suaves.
- Mantener la disolución homogénea después de cada adición de valorante.
- Mientras se esté claramente lejos del punto final, añadir el valorante a una velocidad moderada.
- Evitar una adición excesivamente rápida que dificulte observar la evolución de la valoración.
- Observar cualquier cambio progresivo de color producido después de cada adición.
- Si aparecen cambios de color locales donde cae el valorante, continuar agitando hasta que desaparezcan antes de añadir más.
- Lavar periódicamente las paredes interiores del Erlenmeyer con pequeñas cantidades de agua destilada o desionizada.
- Dirigir el agua de lavado hacia cualquier gota de muestra o valorante adherida a las paredes.
- Recordar que esta adición de agua modifica el volumen total, pero no los moles de analito presentes en el recipiente.
- Reducir progresivamente la velocidad de adición cuando el cambio de color comience a permanecer durante más tiempo.
- Aproximarse al punto final añadiendo cantidades cada vez menores de valorante.
- Cerca del punto final, añadir el valorante gota a gota.
- Agitar completamente después de cada gota antes de realizar una nueva adición.
- Cuando sea necesario, obtener adiciones inferiores a una gota haciendo que una pequeña fracción de gota se forme en la punta y arrastrándola al Erlenmeyer con agua destilada.
- Observar cuidadosamente el cambio de color de toda la disolución y no únicamente la zona situada debajo de la bureta.
- Detener la adición cuando se alcance el criterio de punto final establecido para el indicador utilizado, normalmente un cambio de color tenue pero persistente.
- Evitar continuar añadiendo valorante después de alcanzar el punto final, ya que produciría una sobrevaloración.
- Esperar unos instantes y comprobar que el cambio de color permanece durante el tiempo establecido por el procedimiento.
- Situar nuevamente los ojos a la altura del menisco y registrar la lectura final de la bureta.
- Calcular el volumen de valorante consumido mediante la diferencia entre la lectura final y la lectura inicial.
- Utilizar la concentración del valorante, el volumen consumido y la relación estequiométrica de la reacción para calcular la cantidad o concentración del analito.
- Repetir la valoración cuando sea necesario y comparar los resultados de varias determinaciones concordantes para comprobar la reproducibilidad del análisis.
Valoración Aproximada
La primera valoración puede utilizarse como ensayo preliminar para conocer aproximadamente el volumen de valorante necesario para alcanzar el punto final.
Su objetivo principal es servir de referencia para realizar posteriormente valoraciones más precisas, especialmente para saber cuándo debe reducirse la velocidad de adición del valorante.
Procedimiento:
- Preparar correctamente la bureta con el valorante.
- Preparar una alícuota conocida de la muestra.
- Transferir la alícuota al matraz Erlenmeyer.
- Añadir agua destilada o desionizada si es necesario.
- Añadir el indicador adecuado.
- Registrar la lectura inicial de la bureta.
- Colocar el Erlenmeyer debajo de la bureta.
- Comenzar a añadir el valorante a velocidad moderada.
- Agitar continuamente el Erlenmeyer.
- Observar la evolución del color de la disolución.
- Continuar la adición hasta aproximarse al punto final.
- Reducir la velocidad cuando el cambio de color empiece a permanecer durante más tiempo.
- Añadir gota a gota en las proximidades del punto final.
- Detener la adición cuando se alcance aproximadamente el criterio de viraje establecido.
- Registrar la lectura final de la bureta.
- Calcular el volumen aproximado de valorante consumido.
- Anotar este volumen como referencia para las siguientes valoraciones.
- En las valoraciones posteriores, añadir el valorante con mayor rapidez mientras se esté claramente por debajo de ese volumen.
- Reducir progresivamente la velocidad antes de alcanzar el volumen aproximado obtenido.
- Realizar la aproximación final gota a gota para obtener una determinación más precisa.
La valoración aproximada suele considerarse un ensayo orientativo y, por tanto, normalmente no se utiliza para calcular el resultado analítico final. Su principal función es permitir una aproximación rápida al punto final en las valoraciones posteriores sin riesgo elevado de sobrepasarlo.
Valoraciones de Precisión
Después de realizar una valoración aproximada y conocer el volumen de valorante necesario para alcanzar el punto final, deben realizarse nuevas valoraciones con mayor control para obtener resultados fiables y reproducibles.
Procedimiento:
- Preparar nuevamente la bureta y comprobar que contiene suficiente valorante.
- Verificar que no existen burbujas de aire en la punta.
- Registrar la lectura inicial de la bureta.
- Preparar una nueva alícuota de muestra del mismo volumen que la utilizada anteriormente.
- Transferir la alícuota a un matraz Erlenmeyer limpio.
- Añadir agua destilada o desionizada cuando sea necesario.
- Añadir la misma cantidad de indicador utilizada en las demás determinaciones.
- Colocar el Erlenmeyer debajo de la bureta.
- Comenzar la valoración agitando continuamente la muestra.
- Utilizar el volumen obtenido en la valoración aproximada como referencia.
- Añadir inicialmente el valorante a una velocidad moderada o relativamente rápida.
- No acercarse excesivamente al volumen aproximado manteniendo una adición rápida.
- Detener o reducir claramente el flujo antes de llegar a la zona prevista del punto final.
- Agitar completamente la disolución para homogeneizarla.
- Lavar las paredes interiores del Erlenmeyer con pequeñas cantidades de agua destilada si existen gotas adheridas.
- Continuar añadiendo el valorante en cantidades cada vez menores.
- Observar los cambios de color después de cada adición.
- Reducir aún más la velocidad cuando el cambio de color tarde más tiempo en desaparecer.
- Cerca del punto final, añadir el valorante gota a gota.
- Agitar después de cada gota.
- Esperar a que el color se distribuya uniformemente por toda la disolución.
- No añadir una nueva gota hasta comprobar el efecto de la anterior.
- Cuando sea necesario, realizar adiciones inferiores a una gota.
- Observar cuidadosamente el criterio de viraje establecido.
- Detener la valoración cuando el cambio de color sea tenue pero persistente durante el tiempo establecido por el procedimiento.
- Evitar añadir valorante adicional una vez alcanzado el punto final.
- Esperar unos instantes antes de efectuar la lectura final.
- Comprobar que el cambio de color permanece.
- Leer correctamente el menisco de la bureta.
- Registrar la lectura final.
- Calcular el volumen de valorante consumido.
- Anotar el resultado de la valoración de forma independiente.
- Preparar una nueva alícuota de muestra.
- Repetir todo el procedimiento utilizando las mismas condiciones experimentales.
- Mantener constante el volumen de muestra entre determinaciones.
- Utilizar el mismo valorante y la misma concentración.
- Utilizar el mismo indicador y una cantidad similar en todas las valoraciones.
- Mantener el mismo criterio para determinar el punto final.
- Registrar el volumen consumido en cada nueva valoración.
- Comparar los volúmenes obtenidos.
- Identificar las determinaciones que presentan valores próximos entre sí.
- Repetir la valoración si los resultados presentan una dispersión excesiva.
- No incluir automáticamente una determinación claramente sobrepasada o afectada por un error experimental.
- Investigar la posible causa cuando aparezca un resultado claramente diferente de los demás.
- Realizar suficientes determinaciones hasta obtener varios resultados concordantes.
- Aplicar el criterio de concordancia establecido por el procedimiento o método utilizado.
- Utilizar únicamente las valoraciones consideradas válidas para el cálculo final.
- Calcular, cuando corresponda, el volumen medio de las determinaciones concordantes.
- Utilizar ese volumen para efectuar los cálculos estequiométricos y determinar la cantidad o concentración del analito.
- Registrar tanto los valores individuales como el resultado final para conservar la trazabilidad del análisis.
Debe buscarse concordancia entre varias determinaciones. No basta con obtener una única valoración aparentemente correcta: la proximidad entre resultados repetidos permite comprobar la precisión y reproducibilidad del procedimiento.
Valoración Potenciométrica
La valoración potenciométrica permite seguir una valoración ácido-base instrumentalmente mediante un pH-metro. En lugar de determinar el punto final únicamente mediante el cambio de color de un indicador, se registra la variación del pH a medida que se añade el valorante.
Los datos obtenidos permiten construir una curva de valoración representando el pH frente al volumen de valorante añadido y determinar con mayor precisión la zona correspondiente al punto de equivalencia.
Material adicional:
- pH-metro.
- Electrodo de pH.
- Disoluciones tampón para calibración.
- Agitador magnético.
- Barra magnética.
- Vaso de precipitados o recipiente adecuado para la valoración.
- Agua destilada o desionizada.
- Frasco lavador.
- Papel absorbente.
Procedimiento:
- Preparar correctamente la bureta con la disolución valorante.
- Comprobar que el pH-metro y el electrodo se encuentran en buen estado.
- Calibrar el pH-metro utilizando las disoluciones tampón apropiadas.
- Enjuagar el electrodo con agua destilada o desionizada después de la calibración.
- Eliminar suavemente el exceso de agua del electrodo sin frotar la membrana sensible.
- Homogeneizar la muestra.
- Medir una alícuota conocida de la muestra.
- Transferir la alícuota al recipiente de valoración.
- Añadir agua destilada o desionizada si es necesario para garantizar una inmersión adecuada del electrodo.
- Introducir una barra magnética limpia en el recipiente.
- Colocar el recipiente sobre el agitador magnético.
- Introducir cuidadosamente el electrodo en la disolución.
- Comprobar que la zona sensible del electrodo queda suficientemente sumergida.
- Evitar que el electrodo toque el fondo o las paredes del recipiente.
- Situar el electrodo de forma que no pueda ser golpeado por la barra magnética.
- Colocar la bureta de manera que el valorante pueda añadirse directamente a la disolución.
- Evitar que las gotas de valorante caigan directamente sobre el electrodo.
- Iniciar una agitación suave y constante.
- Ajustar la velocidad para obtener una buena homogeneización sin formar un vórtice excesivo ni provocar salpicaduras.
- Esperar hasta que la lectura del pH se estabilice.
- Registrar el pH inicial de la muestra.
- Registrar la lectura inicial de la bureta.
- Añadir una cantidad conocida de valorante.
- Mantener la agitación después de cada adición.
- Esperar a que el pH alcance una lectura suficientemente estable.
- Registrar el volumen acumulado de valorante añadido y el pH correspondiente.
- Continuar realizando sucesivas adiciones de valorante.
- Utilizar incrementos relativamente amplios mientras se esté lejos del punto de equivalencia.
- Observar cómo evoluciona la variación del pH entre adiciones consecutivas.
- Reducir progresivamente el volumen de cada adición cuando el cambio de pH empiece a aumentar.
- Utilizar incrementos pequeños en las proximidades del punto de equivalencia.
- Mantener aproximadamente constantes los incrementos utilizados dentro de cada zona cuando se quiera obtener una curva fácilmente interpretable.
- Esperar siempre a que la disolución esté correctamente homogeneizada antes de registrar cada medida.
- No realizar una nueva adición mientras la lectura del pH continúe cambiando significativamente.
- Registrar cuidadosamente cada pareja de datos: volumen de valorante añadido y pH.
- Continuar añadiendo valorante a través de la zona donde se produce el cambio más pronunciado de pH.
- No detener la valoración inmediatamente después de atravesar el punto de equivalencia.
- Continuar ligeramente más allá de este punto para obtener datos suficientes de la zona posterior a la equivalencia.
- Una vez claramente superada la zona de cambio brusco, pueden volver a utilizarse incrementos mayores de valorante.
- Finalizar la toma de datos cuando se haya caracterizado suficientemente la zona posterior al punto de equivalencia.
- Registrar la lectura final de la bureta.
- Detener la agitación.
- Retirar cuidadosamente el electrodo de la muestra.
- Enjuagar el electrodo con agua destilada o desionizada.
- Conservar el electrodo según las condiciones establecidas para ese tipo de electrodo.
- Organizar los datos obtenidos en una tabla de volumen de valorante añadido y pH.
- Representar gráficamente el pH en función del volumen de valorante añadido.
- Identificar en la curva la región donde se produce la variación más pronunciada del pH.
- Determinar el volumen correspondiente al punto de equivalencia mediante el criterio gráfico o matemático establecido.
- Utilizar ese volumen, la concentración del valorante y la estequiometría de la reacción para calcular la cantidad o concentración del analito.
La principal ventaja de la valoración potenciométrica es que no depende de la apreciación visual de un cambio de color. Además, permite estudiar toda la evolución del pH y resulta especialmente útil en muestras coloreadas o turbias, cuando no existe un indicador visual adecuado o cuando se requiere una determinación más objetiva del punto de equivalencia.
Curva de Valoración
Una curva de valoración representa gráficamente la variación del pH de una disolución a medida que se añade el valorante.
Habitualmente se representa:
pH Frente a Volumen de Valorante Añadido
En el eje horizontal se sitúa el volumen de valorante añadido y en el eje vertical el pH medido después de cada adición.
La forma de la curva depende de la naturaleza del ácido y de la base, de sus concentraciones y de la relación estequiométrica de la reacción.
La curva permite identificar varias regiones características:
- pH inicial.
- Región anterior al punto de equivalencia.
- Región tampón, cuando existe.
- Zona de cambio rápido de pH.
- Punto de equivalencia.
- Región posterior al punto de equivalencia.
pH Inicial
Corresponde al pH de la muestra antes de añadir valorante.
Depende principalmente de:
- La concentración inicial del analito.
- La fuerza del ácido o de la base.
- Su grado de disociación.
- La composición de la muestra.
- La presencia de otras especies ácido-base.
En una valoración de un ácido fuerte con una base fuerte, el pH inicial suele ser claramente ácido. Si se valora una base fuerte con un ácido fuerte, será claramente básico.
Región Anterior al Punto de Equivalencia
Durante esta etapa, el analito todavía se encuentra en exceso respecto al valorante añadido.
A medida que se añade valorante, parte del analito reacciona y su cantidad disminuye progresivamente.
El pH cambia de forma gradual hasta aproximarse a la zona de equivalencia.
Región Tampón
Aparece especialmente en valoraciones que implican ácidos débiles o bases débiles.
Por ejemplo, durante la valoración de un ácido débil con una base fuerte se encuentran simultáneamente:
- Ácido débil sin reaccionar.
- Su base conjugada formada durante la valoración.
Esta combinación constituye una disolución tampón, por lo que el pH cambia de forma relativamente lenta frente a pequeñas adiciones de valorante.
En valoraciones de ácido fuerte con base fuerte no existe una región tampón propiamente dicha.
Zona de Cambio Rápido
Cuando la valoración se aproxima al punto de equivalencia, pequeñas cantidades adicionales de valorante pueden producir variaciones importantes del pH.
Esta zona aparece como el tramo más pronunciado de la curva.
Cuanto más acusado sea este cambio, más fácil resulta localizar experimentalmente el punto de equivalencia y seleccionar un indicador adecuado.
Punto de Equivalencia
Corresponde al momento en el que analito y valorante han reaccionado en la proporción estequiométrica indicada por la ecuación química ajustada.
El volumen de valorante correspondiente a este punto se denomina volumen de equivalencia.
El pH en el punto de equivalencia depende del tipo de valoración:
- Ácido fuerte + base fuerte: aproximadamente pH 7 a 25 °C.
- Ácido débil + base fuerte: pH superior a 7.
- Ácido fuerte + base débil: pH inferior a 7.
- Ácido débil + base débil: depende de las constantes de acidez y basicidad y suele presentar un cambio menos pronunciado.
Región posterior a la equivalencia
Una vez superado el punto de equivalencia, el analito correspondiente a la reacción principal se ha consumido estequiométricamente.
A partir de ese momento existe un exceso de valorante.
Por tanto, el pH de la disolución queda progresivamente determinado por dicho exceso.
Interpretación de la Curva
La curva de valoración permite:
- Determinar aproximadamente el volumen de equivalencia.
- Identificar la zona de mayor variación del pH.
- Seleccionar un indicador cuyo intervalo de viraje se encuentre dentro de esa zona.
- Comparar distintos tipos de valoraciones ácido-base.
- Estudiar la fuerza relativa de ácidos y bases.
- Identificar regiones tampón.
- Determinar instrumentalmente el punto de equivalencia.
- Evaluar si una valoración presenta un cambio suficientemente pronunciado para utilizar un indicador visual.
La curva completa proporciona más información que un simple cambio de color, porque muestra la evolución del sistema durante toda la valoración y no únicamente el momento en que se alcanza el punto final.
Estandarización del Valorante
Cuando la concentración de una disolución valorante no puede establecerse directamente con suficiente exactitud, debe determinarse experimentalmente mediante una estandarización frente a un patrón primario adecuado.
Este proceso permite obtener la concentración real del valorante antes de utilizarlo en análisis cuantitativos.
Procedimiento general:
- Preparar una disolución aproximada del valorante.
- Transferirla a un recipiente limpio y correctamente identificado.
- Seleccionar un patrón primario adecuado para la reacción de estandarización.
- Comprobar que el patrón primario está en condiciones adecuadas de pureza y conservación.
- Secarlo previamente cuando el procedimiento lo requiera.
- Dejarlo enfriar en desecador antes de pesarlo, si ha sido sometido a secado.
- Preparar una balanza analítica limpia y nivelada.
- Colocar el recipiente de pesada adecuado.
- Tarar la balanza.
- Pesar con precisión una cantidad conocida de patrón primario.
- Registrar la masa exacta utilizada.
- Transferir cuantitativamente el patrón a un matraz Erlenmeyer o recipiente de valoración.
- Enjuagar el recipiente de pesada para evitar pérdidas de material.
- Añadir agua destilada o desionizada en cantidad suficiente.
- Disolver completamente el patrón primario.
- Agitar hasta comprobar que no quedan partículas sin disolver.
- Añadir el indicador adecuado, si la detección del punto final va a realizarse visualmente.
- Utilizar únicamente la cantidad necesaria de indicador.
- Preparar la bureta con el valorante que se desea estandarizar.
- Acondicionar la bureta con una pequeña cantidad de esa misma disolución.
- Llenar la bureta.
- Eliminar las burbujas de aire de la punta.
- Retirar el embudo.
- Registrar con precisión la lectura inicial.
- Colocar el Erlenmeyer debajo de la bureta.
- Comenzar la adición del valorante mientras se agita continuamente.
- Añadir el valorante a velocidad moderada mientras se esté lejos del punto final.
- Reducir progresivamente la velocidad al aproximarse a la zona de viraje.
- Añadir gota a gota cerca del punto final.
- Lavar las paredes internas del Erlenmeyer con agua destilada cuando sea necesario.
- Observar cuidadosamente el cambio de color o la señal instrumental empleada.
- Detener la valoración cuando se alcance el criterio de punto final establecido.
- Registrar la lectura final de la bureta.
- Calcular el volumen de valorante consumido.
- Convertir la masa de patrón primario en cantidad de sustancia utilizando su masa molar.
- Aplicar la relación estequiométrica de la reacción entre el patrón primario y el valorante.
- Determinar los moles de valorante correspondientes al volumen consumido.
- Calcular la concentración exacta del valorante.
- Registrar el resultado obtenido.
- Preparar una nueva cantidad de patrón primario.
- Repetir la estandarización utilizando las mismas condiciones experimentales.
- Realizar varias determinaciones hasta obtener resultados concordantes.
- Comparar las concentraciones calculadas en cada ensayo.
- Descartar únicamente las determinaciones afectadas por un error experimental claramente identificado.
- Calcular la concentración media a partir de las determinaciones válidas.
- Expresar la concentración con el número adecuado de cifras significativas.
- Etiquetar el valorante con la concentración obtenida.
- Registrar la fecha de estandarización.
- Conservar la disolución en las condiciones adecuadas para evitar cambios de concentración.
- Repetir la estandarización cuando exista posibilidad de que la concentración del valorante haya cambiado.
Por ejemplo, una disolución de NaOH suele prepararse inicialmente con una concentración aproximada y posteriormente estandarizarse frente a un patrón primario como el hidrogenoftalato de potasio, KHP.
La concentración real del valorante debe utilizarse siempre en los cálculos posteriores, no la concentración aproximada con la que se preparó inicialmente.
Estandarización de NaOH
El hidróxido de sodio no suele emplearse como patrón primario porque absorbe fácilmente humedad y dióxido de carbono del aire. Como consecuencia, la masa pesada puede no corresponder exactamente a NaOH puro y la concentración de una disolución preparada directamente por pesada puede diferir de la concentración teórica.
Por ello, para análisis cuantitativos precisos, la disolución de NaOH debe estandarizarse frente a un patrón primario adecuado. Uno de los más utilizados es el hidrogenoftalato de potasio, KHP.
La reacción puede representarse como:
KHP + NaOH → sal de potasio y sodio del ftalato + H₂O
La relación estequiométrica entre KHP y NaOH es 1:1.
Procedimiento:
- Preparar previamente una disolución de NaOH de concentración aproximadamente conocida.
- Conservar la disolución en un recipiente bien cerrado para reducir su contacto con el aire.
- Seleccionar KHP de calidad adecuada como patrón primario.
- Secar previamente el KHP si el procedimiento analítico lo establece.
- Dejar enfriar el KHP en un desecador después del secado.
- Preparar una balanza analítica limpia y correctamente nivelada.
- Colocar un recipiente de pesada limpio y seco.
- Tarar la balanza.
- Pesar con precisión una cantidad adecuada de KHP.
- Registrar la masa exacta utilizada.
- Transferir cuantitativamente el KHP a un matraz Erlenmeyer.
- Enjuagar el recipiente de pesada con pequeñas cantidades de agua destilada o desionizada para asegurar la transferencia completa.
- Añadir suficiente agua destilada o desionizada al Erlenmeyer.
- Agitar hasta disolver completamente el KHP.
- Comprobar que no quedan partículas sólidas sin disolver.
- Añadir unas pocas gotas de fenolftaleína u otro indicador adecuado.
- Mezclar suavemente la disolución.
- Preparar la bureta con la disolución de NaOH.
- Acondicionar previamente la bureta con una pequeña cantidad de NaOH.
- Llenar la bureta con NaOH.
- Eliminar completamente las burbujas de aire de la punta.
- Retirar el embudo utilizado para llenar la bureta.
- Registrar la lectura inicial de la bureta.
- Colocar el Erlenmeyer debajo de la bureta.
- Comenzar a añadir NaOH mientras se agita continuamente.
- Añadir el valorante a velocidad moderada mientras se esté lejos del punto final.
- Observar cualquier aparición momentánea de color rosa en la zona donde cae el NaOH.
- Continuar agitando hasta que ese color desaparezca.
- Reducir progresivamente la velocidad de adición al aproximarse al punto final.
- Lavar las paredes internas del Erlenmeyer con pequeñas cantidades de agua destilada cuando sea necesario.
- Añadir NaOH gota a gota cerca del punto final.
- Agitar después de cada gota.
- Detener la adición cuando aparezca una coloración rosa muy tenue y persistente durante el tiempo establecido por el método.
- Evitar una coloración rosa intensa, ya que indica normalmente un exceso de NaOH.
- Registrar la lectura final de la bureta.
- Calcular el volumen de NaOH consumido.
- Calcular los moles de KHP a partir de su masa y masa molar.
- Aplicar la relación estequiométrica 1:1 entre KHP y NaOH.
- Determinar los moles de NaOH consumidos.
- Calcular la concentración real de NaOH a partir de los moles y del volumen utilizado.
- Registrar la concentración obtenida.
- Preparar una nueva porción independiente de KHP.
- Repetir la estandarización.
- Obtener varias determinaciones concordantes.
- Comparar las concentraciones calculadas.
- Repetir el ensayo si existe una dispersión excesiva entre resultados.
- Calcular la concentración media a partir de las determinaciones válidas.
- Etiquetar la disolución de NaOH con la concentración estandarizada.
- Registrar la fecha de estandarización.
- Volver a estandarizar la disolución cuando haya estado almacenada durante un periodo prolongado o exista posibilidad de que su concentración haya cambiado.
Para el cálculo:
n(KHP) = m(KHP) / M(KHP)
Como la relación estequiométrica es 1:1:
n(NaOH) = n(KHP)
Por tanto:
C(NaOH) = n(NaOH) / V(NaOH)
El volumen de NaOH debe expresarse en litros cuando la concentración se calcule en mol/L.
Cálculo del Volumen Consumido
El volumen de valorante consumido durante una valoración se obtiene mediante la diferencia entre la lectura final y la lectura inicial de la bureta.
V consumido = V final − V inicial
Es importante utilizar las lecturas reales de la bureta. No es necesario que la valoración comience exactamente en 0,00 mL.
Ejemplo:
Volumen inicial = 0,40 mL
Volumen final = 24,15 mL
V consumido = 24,15 − 0,40
V consumido = 23,75 mL
Por tanto, durante la valoración se han utilizado 23,75 mL de disolución valorante.
Para realizar correctamente el cálculo:
- Registrar siempre las lecturas inicial y final.
- Leer el menisco a la altura de los ojos.
- Mantener la bureta vertical durante las lecturas.
- Utilizar el mismo número de cifras decimales en ambas lecturas.
- No redondear los valores antes de realizar la resta.
- Expresar el resultado con la precisión correspondiente a la bureta utilizada.
- Comprobar que el volumen obtenido es coherente con el desarrollo de la valoración.
El volumen consumido es el que debe utilizarse posteriormente, junto con la concentración del valorante y la relación estequiométrica de la reacción, para calcular la cantidad o concentración del analito.
Cálculo General
En una valoración, la cantidad de sustancia del valorante se calcula mediante:
n = C × V
Donde:
- n = cantidad de sustancia, en moles.
- C = concentración molar, en mol/L.
- V = volumen utilizado, en litros.
Es importante convertir siempre el volumen de mililitros a litros antes de realizar el cálculo:
V (L) = V (mL) / 1000
Una vez calculados los moles de valorante, debe aplicarse la relación estequiométrica de la ecuación química ajustada.
Si la reacción general es:
a A + b B → productos
y B es el valorante, la relación entre analito y valorante será:
n(A) / a = n(B) / b
Por tanto:
n(A) = n(B) × a / b
A partir de los moles de analito pueden calcularse posteriormente otras magnitudes.
Para calcular la concentración del analito:
C analito = n analito / V muestra
donde el volumen de la muestra debe expresarse también en litros.
Para calcular la masa del analito:
m = n × M
Donde:
- m = masa.
- n = cantidad de sustancia.
- M = masa molar.
Ejemplo sencillo:
Se valoran 25,00 mL de HCl con NaOH 0,1000 mol/L y se consumen 20,50 mL de NaOH.
La reacción es:
HCl + NaOH → NaCl + H₂O
La relación estequiométrica es 1:1.
Primero se convierte el volumen de NaOH a litros:
20,50 mL = 0,02050 L
Moles de NaOH:
n(NaOH) = 0,1000 × 0,02050
n(NaOH) = 0,002050 mol
Como la relación es 1:1:
n(HCl) = 0,002050 mol
El volumen de muestra es:
25,00 mL = 0,02500 L
Por tanto:
C(HCl) = 0,002050 / 0,02500
C(HCl) = 0,08200 mol/L
En cualquier valoración, el procedimiento de cálculo debe seguir este orden:
- Calcular el volumen de valorante consumido.
- Convertir el volumen a litros.
- Calcular los moles de valorante.
- Aplicar la relación estequiométrica de la reacción ajustada.
- Obtener los moles de analito.
- Calcular la concentración, masa o cantidad solicitada.
- Aplicar, si procede, cualquier factor de dilución realizado durante la preparación de la muestra.
Relación 1:1
Cuando el ácido y la base reaccionan en proporción molar 1:1, los moles de ácido en el punto de equivalencia son iguales a los moles de base:
nA = nB
Como:
n = C × V
puede escribirse:
CA × VA = CB × VB
Donde:
- CA = concentración molar del ácido.
- VA = volumen del ácido.
- CB = concentración molar de la base.
- VB = volumen de la base.
Esta expresión solo puede utilizarse directamente cuando la relación estequiométrica entre ácido y base es 1:1.
Si la reacción presenta coeficientes estequiométricos diferentes, debe utilizarse la ecuación química ajustada para establecer correctamente la relación entre los moles de reactivos.
Ejemplo HCl–NaOH
Reacción:
HCl + NaOH → NaCl + H₂O
La ecuación ajustada muestra una relación molar 1:1 entre HCl y NaOH.
Se valoran:
25,00 mL de HCl
con:
20,00 mL de NaOH 0,100 mol/L
Primero se convierte el volumen de NaOH a litros:
20,00 mL = 0,02000 L
Moles de NaOH:
n(NaOH) = C × V
n(NaOH) = 0,100 × 0,02000
n(NaOH) = 0,00200 mol
Como la relación estequiométrica es 1:1:
n(HCl) = n(NaOH)
n(HCl) = 0,00200 mol
El volumen de HCl es:
25,00 mL = 0,02500 L
La concentración del HCl se calcula mediante:
C(HCl) = n(HCl) / V(HCl)
C(HCl) = 0,00200 / 0,02500
C(HCl) = 0,0800 mol/L
Por tanto, la concentración de la disolución de HCl es:
0,0800 mol/L
También puede resolverse directamente mediante:
CA × VA = CB × VB
CA × 25,00 = 0,100 × 20,00
CA = 0,0800 mol/L
Ambos procedimientos conducen al mismo resultado porque la reacción HCl–NaOH presenta una relación estequiométrica 1:1.
Valoración en Blanco
En determinados métodos volumétricos debe realizarse una valoración en blanco para determinar qué parte del valorante consumido no corresponde realmente al analito.
El blanco contiene todos los componentes y reactivos utilizados en el procedimiento, pero no contiene el analito que se desea determinar.
Su finalidad es detectar consumos de valorante debidos a:
- Reactivos auxiliares.
- Disolvente.
- Indicador.
- Impurezas presentes en los reactivos.
- Contaminantes.
- Componentes de la matriz.
- Reacciones secundarias.
- Cambios químicos producidos durante el propio procedimiento.
Procedimiento general:
- Preparar todos los reactivos necesarios para el análisis.
- Utilizar el mismo tipo de recipiente empleado para la muestra.
- Añadir al recipiente todos los componentes del procedimiento excepto el analito.
- Utilizar las mismas cantidades de reactivos que en la determinación de la muestra.
- Añadir el mismo volumen de disolvente cuando corresponda.
- Añadir la misma cantidad de indicador.
- Aplicar las mismas etapas de preparación utilizadas para la muestra.
- Mantener las mismas condiciones de temperatura, agitación y tiempo de reacción.
- Preparar la bureta con el mismo valorante utilizado para las muestras.
- Registrar la lectura inicial de la bureta.
- Valorar el blanco siguiendo exactamente el mismo procedimiento que para la muestra.
- Añadir el valorante mientras se mantiene una agitación adecuada.
- Reducir la velocidad de adición al aproximarse al punto final.
- Determinar el punto final utilizando el mismo criterio aplicado a las muestras.
- Registrar la lectura final de la bureta.
- Calcular el volumen de valorante consumido por el blanco.
- Repetir la determinación del blanco cuando el método lo requiera.
- Comprobar que los valores obtenidos son reproducibles.
- Registrar el volumen de blanco correspondiente.
- Aplicar la corrección establecida por el método analítico.
Cuando el consumo del blanco debe restarse del correspondiente a la muestra, puede utilizarse:
V corregido = V muestra − V blanco
Por ejemplo:
Volumen consumido por la muestra = 18,60 mL
Volumen consumido por el blanco = 0,25 mL
Volumen corregido = 18,60 − 0,25
Volumen corregido = 18,35 mL
Este volumen corregido será el que se utilice posteriormente en los cálculos de la cantidad o concentración del analito.
La corrección del blanco no debe aplicarse automáticamente en todas las valoraciones. Debe realizarse únicamente cuando el procedimiento analítico lo requiera y respetando el criterio de cálculo establecido por el método.
Número de Valoraciones
Para mejorar la fiabilidad del análisis volumétrico no debe basarse el resultado final en una única determinación. Lo habitual es realizar primero una valoración aproximada y, a continuación, varias valoraciones de precisión.
Procedimiento:
- Realizar una primera valoración aproximada.
- Utilizarla para estimar el volumen necesario para alcanzar el punto final.
- No emplear normalmente esta primera valoración como resultado definitivo.
- Preparar una nueva alícuota de muestra.
- Realizar una valoración de precisión utilizando como referencia el volumen aproximado obtenido.
- Registrar cuidadosamente el volumen de valorante consumido.
- Preparar otra alícuota independiente de la misma muestra.
- Repetir la valoración manteniendo las mismas condiciones experimentales.
- Utilizar el mismo volumen de muestra en todas las determinaciones.
- Emplear el mismo valorante y la misma concentración.
- Utilizar el mismo indicador y una cantidad similar.
- Mantener el mismo criterio para identificar el punto final.
- Registrar cada resultado por separado.
- Comparar los volúmenes obtenidos.
- Identificar las determinaciones que presentan buena concordancia entre sí.
- Repetir la valoración si la diferencia entre resultados es excesiva.
- Investigar posibles errores cuando aparezca un valor claramente diferente.
- Comprobar si hubo sobrepaso del punto final, burbujas, errores de lectura, pérdidas de muestra u otras incidencias.
- No eliminar resultados únicamente porque sean diferentes de los demás.
- Descartar una determinación solo cuando exista un criterio establecido o una causa experimental justificable.
- Realizar nuevas valoraciones cuando no se haya alcanzado la concordancia requerida.
- Seleccionar las determinaciones consideradas válidas.
- Aplicar el criterio de concordancia establecido por el método analítico.
- Calcular, cuando corresponda, la media de los volúmenes concordantes.
- Utilizar ese valor medio para efectuar los cálculos finales de concentración o cantidad de analito.
- Conservar también los resultados individuales para mantener la trazabilidad del análisis.
El número exacto de valoraciones depende del método utilizado y del criterio de precisión establecido. En prácticas habituales se realiza una valoración aproximada y después varias valoraciones de precisión hasta obtener un conjunto de resultados suficientemente concordantes.
Tabla de Registro de Resultados
La tabla de registro permite anotar de forma ordenada las lecturas de la bureta y calcular el volumen de valorante consumido en cada valoración.
| Valoración | Volumen inicial (mL) | Volumen final (mL) | Volumen consumido (mL) |
|---|---|---|---|
| Aproximada | – | – | – |
| 1 | – | – | – |
| 2 | – | – | – |
| 3 | – | – | – |
El volumen consumido en cada valoración se calcula mediante:
V consumido = V final − V inicial
La valoración aproximada se utiliza principalmente como referencia y normalmente no se incluye en el cálculo final. Para el resultado analítico deben emplearse las valoraciones de precisión que cumplan el criterio de concordancia establecido.
Si se desea dejar un registro más completo, también pueden anotarse observaciones sobre el punto final, cambios de color, incidencias durante la valoración o cualquier determinación descartada.
Fuentes de Error
Los errores en un análisis volumétrico pueden afectar directamente al volumen de valorante medido y, por tanto, a la cantidad o concentración calculada del analito.
Las principales fuentes de error son:
- Lectura incorrecta del menisco.
- Error de paralaje al leer la bureta.
- Bureta inclinada durante la lectura.
- Burbujas de aire en la punta de la bureta.
- Punta de la bureta parcialmente obstruida.
- Fugas en la llave de la bureta.
- Gotas de valorante adheridas a la punta.
- Mantener el embudo colocado durante la valoración.
- Gotas de valorante adheridas al embudo que caen después de registrar la lectura inicial.
- Material volumétrico sucio o contaminado.
- Enjuague incorrecto de buretas o pipetas.
- No acondicionar la bureta con el valorante.
- No acondicionar la pipeta con la muestra cuando corresponde.
- Dilución accidental del valorante por restos de agua en la bureta.
- Pérdida de muestra durante la transferencia.
- Transferencia incompleta de la alícuota.
- Aspiración de burbujas durante el pipeteo.
- Lectura incorrecta del menisco en la pipeta.
- Utilización incorrecta de una pipeta aforada.
- Expulsión del líquido residual de una pipeta calibrada para vaciado por gravedad.
- Utilización de material volumétrico inadecuado para la precisión requerida.
- Mala homogeneización de la muestra.
- Utilización de una alícuota no representativa.
- Contaminación de la muestra.
- Contaminación del valorante.
- Concentración incorrecta del valorante.
- Valorante no estandarizado cuando era necesario.
- Modificación de la concentración del valorante durante el almacenamiento.
- Absorción de humedad o dióxido de carbono por determinados valorantes, como NaOH.
- Utilización de reactivos deteriorados.
- Elección inadecuada del indicador.
- Adición de una cantidad excesiva de indicador.
- Dificultad para observar el viraje en muestras coloreadas o turbias.
- Sobrepasar el punto final.
- Detener la valoración antes de alcanzar el punto final.
- Añadir el valorante demasiado rápidamente cerca del punto final.
- No agitar correctamente después de cada adición.
- No lavar las paredes internas del Erlenmeyer durante la valoración cuando quedan gotas adheridas.
- Pérdidas por salpicaduras durante la agitación.
- Reacciones secundarias no consideradas.
- Reacción incompleta entre analito y valorante.
- Reacción demasiado lenta para las condiciones utilizadas.
- Presencia de sustancias interferentes.
- Cambios de temperatura significativos respecto a las condiciones de calibración del material volumétrico.
- Evaporación de disolvente o de componentes volátiles.
- Errores en la identificación de muestras o reactivos.
- Registro incorrecto de las lecturas inicial y final.
- Confusión entre volumen final y volumen consumido.
- Conversión incorrecta de mililitros a litros.
- Utilización de una ecuación química sin ajustar.
- Aplicación incorrecta de la relación estequiométrica.
- Utilización de la expresión CA × VA = CB × VB cuando la relación molar no es 1:1.
- No aplicar correctamente un factor de dilución.
- No realizar la corrección del blanco cuando el método la exige.
- Utilizar una valoración aproximada como resultado definitivo.
- Utilizar resultados no concordantes sin investigar la causa.
- Redondear prematuramente los datos durante los cálculos.
- Registrar un número inadecuado de cifras significativas.
Para reducir estos errores deben mantenerse constantes las condiciones experimentales, utilizar correctamente el material volumétrico, controlar cuidadosamente el punto final y repetir las valoraciones hasta obtener resultados concordantes.
Errores Frecuentes
- No acondicionar la bureta con el valorante antes de llenarla.
- No acondicionar la pipeta con la muestra cuando corresponde.
- Dejar restos de agua en la bureta y diluir accidentalmente el valorante.
- Dejar burbujas de aire en la punta de la bureta.
- No comprobar posibles fugas en la llave de la bureta.
- Leer el menisco desde arriba o desde abajo.
- Cometer error de paralaje durante la lectura.
- Realizar la valoración con la bureta inclinada.
- Dejar el embudo colocado después de llenar la bureta.
- Registrar incorrectamente la lectura inicial o final.
- Confundir la lectura final de la bureta con el volumen consumido.
- Utilizar una pipeta inadecuada para el volumen que debe medirse.
- Aspirar aire durante el pipeteo.
- Transferir incorrectamente la alícuota.
- Soplar el líquido residual de una pipeta aforada calibrada para vaciado por gravedad.
- Perder parte de la muestra durante la transferencia.
- No homogeneizar la muestra antes de tomar la alícuota.
- Añadir una cantidad excesiva de indicador.
- Elegir un indicador cuyo intervalo de viraje no sea adecuado.
- Utilizar un indicador deteriorado.
- Añadir el valorante demasiado rápidamente al aproximarse al punto final.
- No reducir progresivamente la velocidad de adición.
- No añadir gota a gota en las proximidades del punto final.
- Añadir una nueva gota antes de comprobar el efecto de la anterior.
- Sobrepasar el punto final.
- Detener la valoración antes de alcanzar el punto final.
- Confundir el punto final experimental con el punto de equivalencia teórico.
- No agitar continuamente durante la valoración.
- Realizar una agitación insuficiente.
- Agitar excesivamente y provocar salpicaduras.
- No lavar las paredes interiores del Erlenmeyer cuando quedan gotas adheridas.
- Permitir que la punta de la bureta toque la muestra o las paredes del recipiente.
- No comprobar que la punta de la bureta esté completamente llena antes de comenzar.
- Utilizar material volumétrico sucio o contaminado.
- Mezclar reactivos utilizando material sin limpiar entre determinaciones.
- Utilizar un valorante cuya concentración no sea conocida con suficiente precisión.
- Utilizar un valorante sin estandarizar cuando sea necesario.
- No considerar posibles cambios de concentración del valorante durante el almacenamiento.
- Utilizar NaOH que haya permanecido excesivamente expuesto al aire sin comprobar su concentración.
- No realizar una valoración aproximada antes de las valoraciones de precisión cuando resulta conveniente.
- Utilizar la valoración aproximada como resultado definitivo.
- Realizar una única valoración y no comprobar la reproducibilidad.
- Aceptar resultados claramente discordantes sin investigar la causa.
- Descartar resultados simplemente porque no coincidan con los esperados.
- No realizar una valoración en blanco cuando el método la requiere.
- Aplicar incorrectamente la corrección del blanco.
- Utilizar una ecuación química sin ajustar.
- Aplicar una relación estequiométrica incorrecta.
- Utilizar directamente CA × VA = CB × VB cuando la reacción no presenta una relación molar 1:1.
- No convertir correctamente los volúmenes a litros en los cálculos.
- No aplicar factores de dilución cuando corresponde.
- Redondear prematuramente los resultados.
- Registrar un número inadecuado de cifras significativas.
- No anotar incidencias ocurridas durante la valoración.
- No mantener las mismas condiciones experimentales entre determinaciones.
Buenas Prácticas
- Utilizar material volumétrico limpio y en buen estado.
- Utilizar preferentemente material Clase A o AS cuando se requiera alta precisión.
- Comprobar que buretas y pipetas no presentan grietas, daños ni fugas.
- Acondicionar la bureta con el valorante antes de llenarla.
- Acondicionar la pipeta con la muestra cuando corresponda.
- Eliminar completamente el aire de la punta de la bureta.
- Comprobar que la llave de la bureta funciona correctamente.
- Mantener la bureta aproximadamente vertical durante toda la valoración.
- Retirar el embudo antes de realizar la lectura inicial.
- Esperar a que el nivel del líquido se estabilice antes de leer.
- Leer siempre el menisco a la altura de los ojos.
- Evitar errores de paralaje.
- Utilizar la parte inferior del menisco en disoluciones transparentes.
- Registrar todas las lecturas con la precisión adecuada.
- Medir la alícuota con material volumétrico apropiado.
- Homogeneizar la muestra antes de tomar la alícuota.
- Evitar pérdidas de muestra durante la transferencia.
- Utilizar pocas gotas de indicador.
- Seleccionar un indicador cuyo intervalo de viraje sea adecuado.
- Mantener constante la cantidad de indicador entre valoraciones comparables.
- Agitar continuamente durante la adición del valorante.
- Mantener una agitación suficiente para homogeneizar sin producir salpicaduras.
- Lavar las paredes interiores del Erlenmeyer cuando queden gotas adheridas.
- Añadir el valorante con rapidez moderada cuando se esté lejos del punto final.
- Reducir progresivamente la velocidad al aproximarse al punto final.
- Añadir gota a gota en las proximidades del punto final.
- Esperar a comprobar el efecto de cada gota antes de añadir la siguiente.
- Detener la adición en cuanto se alcance el criterio establecido de punto final.
- Evitar obtener un cambio de color excesivamente intenso.
- Utilizar un fondo claro cuando facilite la observación del viraje.
- Mantener las mismas condiciones experimentales entre determinaciones.
- Comprobar la concentración del valorante antes de comenzar.
- Estandarizar el valorante cuando sea necesario.
- Mantener los valorantes correctamente cerrados y almacenados.
- Identificar y etiquetar claramente todas las disoluciones.
- Registrar concentración, fecha y demás datos necesarios del valorante.
- Realizar una valoración aproximada cuando sea útil para localizar el punto final.
- Realizar posteriormente varias valoraciones de precisión.
- Buscar concordancia entre determinaciones independientes.
- Repetir las valoraciones cuando la dispersión sea excesiva.
- No descartar resultados sin un criterio analítico o una causa experimental justificable.
- Realizar una valoración en blanco cuando el método lo requiera.
- Aplicar correctamente la corrección del blanco.
- Registrar inmediatamente las lecturas para evitar errores de transcripción.
- Anotar cualquier incidencia producida durante la valoración.
- Utilizar siempre la ecuación química correctamente ajustada.
- Aplicar la relación estequiométrica correspondiente.
- Comprobar las unidades antes de realizar los cálculos.
- Evitar redondeos prematuros durante las operaciones.
- Conservar todos los resultados individuales para mantener la trazabilidad del análisis.
Limpieza del Material
Después de finalizar una valoración, todo el material utilizado debe limpiarse correctamente para evitar contaminaciones, deterioro del equipo y errores en análisis posteriores.
Procedimiento:
- Detener completamente la valoración y retirar las muestras de la zona de trabajo.
- Identificar los residuos generados durante el procedimiento.
- Gestionar los residuos según su naturaleza y compatibilidad química.
- No verter reactivos al desagüe salvo que el procedimiento del laboratorio lo autorice expresamente.
- Depositar los residuos en los recipientes correspondientes.
- Vaciar completamente la bureta.
- Recoger el valorante sobrante en el recipiente adecuado.
- No devolver normalmente el valorante sobrante al frasco original para evitar contaminaciones.
- Enjuagar el interior de la bureta con agua.
- Hacer circular el agua de lavado a través de la llave.
- Hacer pasar también agua por la punta de la bureta.
- Repetir el enjuague hasta eliminar los restos de valorante.
- Comprobar que no quedan precipitados o residuos adheridos en el interior.
- Dejar escurrir correctamente la bureta.
- Mantener la llave en condiciones adecuadas para su almacenamiento.
- Lavar las pipetas utilizadas.
- Hacer pasar agua por todo el interior de las pipetas.
- Enjuagar varias veces si han contenido reactivos que puedan dejar residuos.
- Realizar un enjuague final con agua destilada o desionizada cuando corresponda.
- Dejar escurrir las pipetas correctamente.
- No secar el interior del material volumétrico con papel o tejidos que puedan dejar fibras.
- Lavar los matraces Erlenmeyer utilizados.
- Eliminar primero cualquier residuo líquido que permanezca en ellos.
- Enjuagar con agua para retirar restos de muestra, indicador y valorante.
- Utilizar detergente de laboratorio cuando sea necesario.
- Aclarar completamente para eliminar cualquier resto de detergente.
- Realizar un último enjuague con agua destilada o desionizada cuando corresponda.
- Lavar de la misma forma los vasos de precipitados y demás recipientes utilizados.
- Limpiar los embudos empleados durante la preparación de la bureta.
- Lavar las barras magnéticas utilizadas.
- Limpiar cualquier soporte o pinza que haya entrado en contacto con reactivos.
- Si se ha utilizado un pH-metro, detener la medida antes de retirar el electrodo.
- Retirar cuidadosamente el electrodo de la muestra.
- Enjuagar el electrodo con agua destilada o desionizada.
- Eliminar suavemente el exceso de agua sin frotar la membrana sensible.
- No limpiar el electrodo con materiales abrasivos.
- Guardar el electrodo en la solución de almacenamiento recomendada para ese tipo de electrodo.
- No almacenar un electrodo de pH convencional en agua destilada durante periodos prolongados, salvo indicación específica del fabricante.
- Limpiar la superficie del pH-metro si se han producido salpicaduras.
- Retirar la barra magnética del recipiente antes de desechar o lavar la disolución.
- Limpiar la superficie del agitador magnético.
- Secar cualquier derrame producido durante la valoración.
- Limpiar la mesa de trabajo con el producto adecuado.
- Retirar papeles absorbentes, guantes u otros materiales desechables contaminados.
- Depositarlos en el contenedor correspondiente.
- Comprobar que los frascos de reactivos están correctamente cerrados.
- Guardar los reactivos en su lugar de almacenamiento correspondiente.
- Colocar el material limpio en los soportes o zonas destinadas al secado.
- Guardar el material únicamente cuando esté limpio y en condiciones adecuadas.
- Dejar finalmente el puesto de trabajo limpio, ordenado y preparado para el siguiente análisis.
Seguridad
Durante las valoraciones ácido-base deben aplicarse medidas de seguridad adecuadas para prevenir salpicaduras, quemaduras químicas, inhalación de vapores y accidentes derivados de una manipulación incorrecta del material.
- Utilizar bata de laboratorio correctamente abrochada.
- Utilizar gafas de seguridad durante toda la manipulación.
- Utilizar guantes adecuados cuando la naturaleza de los reactivos lo requiera.
- Llevar calzado cerrado.
- Mantener recogido el cabello largo.
- No pipetear nunca con la boca.
- Utilizar siempre propipeta o pipeteador.
- Consultar las fichas de datos de seguridad antes de trabajar con reactivos desconocidos.
- Identificar correctamente todos los reactivos antes de utilizarlos.
- Comprobar la concentración de ácidos y bases antes de manipularlos.
- Manipular ácidos y bases concentrados con especial precaución.
- Trabajar bajo campana extractora cuando exista riesgo de vapores, gases o aerosoles peligrosos.
- Evitar acercar la cara a los recipientes de reacción.
- No oler directamente los reactivos.
- No tocar reactivos con las manos.
- Mantener los frascos cerrados cuando no se utilicen.
- No intercambiar tapones entre frascos.
- No devolver reactivos sobrantes al envase original salvo procedimiento expresamente establecido.
- Utilizar recipientes compatibles con los reactivos empleados.
- Revisar previamente que la cristalería no presenta grietas ni roturas.
- Fijar correctamente la bureta al soporte.
- Mantener el soporte universal sobre una superficie estable.
- No colocar material en el borde de la mesa.
- Evitar cables, mangueras u objetos que puedan provocar tropiezos.
- Mantener despejada la zona situada alrededor de la bureta.
- Manipular la llave de la bureta suavemente.
- Evitar aplicar fuerza excesiva sobre material de vidrio.
- Añadir el valorante de forma controlada.
- Reducir especialmente la velocidad de adición cerca del punto final.
- Evitar una agitación excesiva que provoque salpicaduras.
- No llenar excesivamente el Erlenmeyer.
- Limpiar inmediatamente las pequeñas salpicaduras siguiendo el procedimiento del laboratorio.
- En caso de derrames importantes, aislar la zona y aplicar el procedimiento específico establecido.
- No intentar neutralizar un derrame sin conocer previamente el procedimiento adecuado.
- En caso de contacto con la piel, actuar según la ficha de seguridad y el protocolo del laboratorio.
- En caso de contacto ocular, utilizar inmediatamente el sistema de lavado correspondiente y seguir el procedimiento de emergencia.
- Conocer previamente la ubicación del lavaojos.
- Conocer la ubicación de la ducha de seguridad.
- Conocer la ubicación de los extintores y demás equipos de emergencia.
- No comer, beber ni almacenar alimentos en el laboratorio.
- Lavarse las manos después de finalizar el trabajo.
- Mantener separados los residuos incompatibles.
- Utilizar recipientes correctamente identificados para residuos.
- No verter residuos al desagüe salvo que esté expresamente autorizado.
- Gestionar correctamente los residuos ácidos y básicos.
- Gestionar por separado residuos que contengan sustancias peligrosas adicionales.
- Limpiar y enjuagar el material siguiendo el procedimiento establecido.
- Guardar los reactivos en las condiciones recomendadas.
- Mantener el puesto de trabajo limpio y ordenado durante todo el procedimiento.
- Registrar cualquier accidente, derrame o incidencia relevante.
- Seguir siempre las normas internas de seguridad del laboratorio y las indicaciones de las fichas de datos de seguridad.