Definición de Volumetría
Ingeniera Química
La volumetría es un método analítico de medición de componentes, para ello, un analito reacciona con un reactivo en determinada relación estequiométrica. Esta técnica de la química analítica también es conocida como “valoración” y es un método cuantitativo de identificación.
Lo primordial para la realización de la técnica es conocer con exactitud la solución patrón contra la que se contrastará el analito. Esta solución debe se estable, debe estar disponible y debe tener rápida reacción con el analito. A partir de esta reacción, conociendo la estequiometría de la misma, se pueden obtener lo miligramos, equivalentes o moles reaccionados y en función de ellos, determinar, por ejemplo, la concentración. Así mismo, se debe asegurar que la reacción se completa y únicamente reaccione con el reactivo que se desea calcular su concentración.
Metodología
La forma práctica de llevar una valoración en el laboratorio requiere de gran precisión y paciencia. Primeramente, se requiere del material volumétrico adecuado, ya que como se nombre lo indica, basaremos los cálculos posteriores en volúmenes exactamente medidos.
Por ello, el líquido de la solución patrón se coloca en una bureta, y esta se coloca dentro del soporte diseñado para tal fin. La bureta se enrasa en determinado volumen, volumen inicial, cuidando que la válvula de descarga inferior esté cerrada. La solución patrón debe ser grado analítico y se debe conocer su concentración precisa.
Por debajo, justo por debajo de la descarga de la bureta se coloca la solución con el analito. Allí se encuentran dadas las condiciones para comenzar la volumetría, descargando cuidadosamente la solución patrón sobre el recipiente que contiene el analito con un volumen de muestra exactamente conocido. Cuando se llegue al punto final, se cierra la válvula de descarga de la bureta y se mide el volumen descargado de la bureta, teniendo así el volumen y los moles o equivalentes que fueron necesarios para titular el analito, contenido en determinado volumen de muestra. Por cálculos estequiométricos es posible estimar la cantidad de moles de reactivo contenidos en el volumen de muestra y así calcular la concentración de la solución.
La identificación del punto final es un paso clave en toda titulación, por eso, muchas veces resulta indispensable ayudarse de algún titulador o indicador de punto final. Esto no es más que una sustancia que se añade a la muestra (dos o tres gotas) y al llegar al punto final cambia su coloración, por ejemplo, debido a un cambio de pH. Apenas este cambio de color es percibido y la muestra vira al color deseado, se indica que es el punto final de la volumetría. Para observar mejor este cambio de coloración, se recomienda utilización de fondo blanco por debajo del recipiente que contienen el analito.
Por supuesto, existe una leve discrepancia entre el punto final y el punto de equivalencia de la muestra con el valorante exacto, y es conocido como el error de valoración.
Existe una gran variedad de indicadores de punto final, por ejemplo, indicadores de pH en medios acuosos o no acuosos, indicadores tipo Redox, indicadores complexométricos, siendo aquellos que forman un complejo con el analito, o bien que tienen preferencias en la formación de complejos entre componentes de la mezcla a analizar.
Por ejemplo, la fenolftaleína es uno de los indicadores ácido – base más típicos en las titulaciones, virando a un color rosado en función del pH del medio. En función del tipo de volumetría es el indicador que se utilizará.
Se tienen valoraciones de tipo ácido – base o, también llamadas, de neutralización, en donde se lleva a cabo una reacción tipo ácido – base entre patrón y analito. Otro tipo de volumetría son las titulaciones redox, como su nombre lo indica, la reacción óxido reducción es llevada a cabo. En el caso de volumetría complexométrica, requiere la formación de un complejo entre valorante y analito, en general también conocido como metal-ligando. Finalmente, hay ciertas volumetrías que buscan la formación de precipitados, conocidas como valoraciones de precipitación.
Requisitos de la muestra
Si bien los requisitos para la aplicación de esta técnica no son numerosos ni complejos, debe existir un mínimo de condiciones para poder aplicarla y obtener resultados representativos. En primer lugar, se debe contar con el material volumétrico adecuado. En segundo término, la reacción entre el analito y el valorante debe ser perfectamente conocida, identificando la estequiometría de esta. Por otro lado, se debe asegurar que la reacción sea lo suficientemente rápida, de modo de medir el volumen de reacción que corresponda.
Por último, se debe disponer de un indicador de punto final confiable y que permita determinar el punto final con un cierto nivel de exactitud.
Trabajo publicado en: Ene., 2023.
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