La química analítica es una rama de la química que se centra en la comprensión de la composición y estructura de la materia. La titulación es una de las técnicas más comunes de análisis volumétrico utilizadas para analizar la concentración de soluciones de una sustancia química.
Definición de un titulante
Un titulante, también conocido como valorante o titulador, es un reactivo de concentración conocida que se utiliza para valorar una muestra de sustancia química de concentración desconocida. La titulación es el proceso de añadir el titulante gota a gota hasta que se alcanza el punto de equivalencia. El punto de equivalencia es el momento en el que la cantidad de titulante añadido se ha consumido completamente con la sustancia química que se está analizando.
Definición de un analito
El analito es el componente de un sistema material, ya sea elemento, compuesto o ion, que se desea conocer, identificar y cuantificar mediante un proceso de medición química. Es decir, el analito es la sustancia química que está siendo analizada en la titulación con la ayuda del titulante.
Cómo se determinan los valores de una solución química
La titulación es el proceso en el que se determina la concentración de una solución química desconocida mediante el uso de un titulante. En la titulación, una cantidad conocida del titulante se añade a la solución desconocida hasta que se alcanza el punto de equivalencia.
Cálculo de la concentración de la solución química
El cálculo de la concentración de la solución química desconocida se realiza utilizando la fórmula de la estequiometría. Si la reacción que tiene lugar entre el titulante y el analito es de ácido-base, la fórmula es la siguiente:
- Na x Ma x Va = Nb x Mb x Vb
Donde Na es el número de equivalentes del analito, Ma es la concentración del analito, Va es el volumen de la solución del analito, Nb es el número de equivalentes del titulante, Mb es la concentración del titulante y Vb es el volumen del titulante.
Cálculo de la pureza de una muestra desconocida
También se puede utilizar la titulación para determinar la pureza de una muestra desconocida. En este caso, se añade el titulante a una muestra conocida de la sustancia y se determina la cantidad de titulante que se necesita para alcanzar el punto de equivalencia. Si la muestra es completamente pura, entonces el punto de equivalencia se alcanzará utilizando la cantidad teórica de titulante. Si la muestra no es completamente pura, se requerirá más titulante.
Cómo se utiliza un titulador
Un titulador es un equipo utilizado para realizar titulaciones. Un titulador típico incluye una bureta, un vaso de precipitados, un soporte y un anillo con su nuez. El titulador manual requiere la intervención del operador, mientras que el titulador automático es más preciso y menos susceptible al error humano.
Técnica manual de titulación
En la titulación manual, el operador controla la adición de titulante a la muestra mediante la lectura de la bureta. La bureta se llena con el titulante, y una pequeña cantidad se expulsa para eliminar cualquier burbuja de aire. La muestra se coloca en un vaso y se añade el indicador. El operador agrega el titulante lentamente y con agitación continua hasta que se alcanza el punto de equivalencia. El volumen de titulante necesario se registra y se utiliza para calcular la concentración de la muestra química.
Técnica automática de titulación
El titulador automático utiliza un equipo de sensores conectados a un ordenador que controla la adición del titulante a la muestra. Este equipo es especialmente útil cuando se requiere un alto grado de precisión, ya que puede eliminar cualquier variabilidad asociada con la capacidad del operador para leer la bureta.
Patrones primarios y secundarios
Los patrones primarios son sustancias químicas altamente puras que se utilizan para calibrar y determinar la concentración de soluciones de sustancias químicas de concentración desconocida. Los patrones primarios deben ser estables, no volátiles, no reactivos y fácilmente disponibles. El más utilizado es el tetraoxosulfato (VI) de sodio, Na2SO4.
Los patrones secundarios son soluciones de sustancias químicas de concentración conocida que se utilizan para calibrar y determinar la concentración de titulantes de concentración desconocida. Estas soluciones están hechas con patrones primarios y se utilizan para verificar la exactitud de los titulantes.
Testigos de calibración
Los testigos de calibración son sustancias químicas de concentración conocida que se utilizan para calibrar el titulador antes de realizar las mediciones. Estos testigos se utilizan para asegurar que el titulador esté funcionando correctamente y que se han realizado las mediciones de manera precisa y exacta.
Conclusión
En resumen, la titulación es un proceso esencial en la química analítica que se utiliza para determinar la concentración de soluciones de sustancias químicas de concentración desconocida. La titulación se realiza utilizando un titulante, que es un reactivo de concentración conocida, y un analito, que es la sustancia química de concentración desconocida que está siendo analizada. La titulación puede ser manual o automática y requiere el uso de patrones primarios y secundarios, así como de testigos de calibración para garantizar la precisión y exactitud de las mediciones realizadas.
