8.1. Ácidos y Bases

Las sustancias ácidas o básicas presentan unas características:

Esta teoría, desarrollada por el químico sueco Svante Arrhenius, establece que el comportamiento ácido o básico puede predecirse a través de la fórmula química del compuesto considerado:

Los iones que se desprenden en las disoluciones acuosas de ácidos y bases hacen a la disolución acuosa conductora de la electricidad. Por ello se llaman electrolitos.

Como estas concentraciones son del orden de 10^-7mol/L, no es útil trabajar con ellas, por lo que se trabaja con el logaritmo del valor de la concentración, definiéndose el concepto de pH.

El pH de una disolución es igual al logaritmo decimal de la concentración de protones presentes en la disolución, cambiado de signo:

Para medir el pH directamente tenemos dos métodos:

a. Mediante métodos colorimétricos

Están basados en el empleo de sustancias que actúan como indicadores ácido base. Estas sustancias cambian de color en función del valor de pH.

b. Mediante electrodos de pH o pH-metros

Los dispositivos empleados constan de una sonda que se sumerge en la disolución, dando una lectura digital del pH. Para su uso correcto, es preciso realizar un calibrado cada cierto tiempo.

Las valoraciones volumétricas son técnicas de análisis en la que conociendo el volumen de dos disoluciones (disolución patrón y disolución incógnita), y la concentración de la disolución patrón, puede determinarse la concentración de la disolución incógnita.

Hay muchos tipos de valoraciones volumétricas. Cuando ambas disoluciones son un ácido y una base, estamos ante las volumetrías de neutralización.

El procedimiento para llevar a cabo una volumetría de neutralización en el que la incógnita es la concentración de una disolución ácida es el siguiente:

4. Cuando observemos el cambio de color del indicador, en el caso de la fenolftaleína, de incoloro a rosa, paramos inmediatamente la valoración. Ese punto exacto en el que cambia de color es debido a que ya no quedan H⁺ en la disolución, y la siguiente gota, la que provoca el cambio de color, genera un exceso de OH^-.

5. Ahora, conociendo el volumen de la disolución valorante, y su concentración, podremos determinar los moles de base añadidos. Después, mediante la estequiometría de la reacción de neutralización (ecuación ajustada), determinamos los moles de ácido en la disolución. Conociendo el volumen de la disolución de ácido que introdujimos en el matraz de Erlenmeyer, ya sabremos la concentración de la disolución a valorar.