La titulación ácido-base es uno de los experimentos más clásicos y esenciales dentro del laboratorio de química. Esta técnica permite determinar la concentración desconocida de una disolución mediante la reacción controlada entre un ácido y una base.
Desde el ámbito educativo hasta el industrial, las titulaciones se utilizan para controlar la calidad de soluciones químicas, verificar la pureza de reactivos y estudiar reacciones de neutralización. En este artículo, te explicamos de manera detallada cómo realizar una titulación ácido-base paso a paso, los equipos necesarios, las fórmulas de cálculo y algunos ejemplos prácticos para que puedas aplicar este procedimiento correctamente.
¿Qué es una titulación ácido-base?
La titulación ácido-base es una técnica volumétrica que se basa en la neutralización química entre un ácido y una base.
Durante el proceso, se agrega una disolución de concentración conocida (el titulante) a otra de concentración desconocida (el análisis o muestra) hasta que la reacción alcanza el punto de equivalencia, momento en el cual el número de moles de ácido y base reaccionan completamente según la ecuación química balanceada.
Para visualizar este punto, se usa un indicador de pH (como la fenolftaleína o el naranja de metilo), que cambia de color al llegar al equilibrio.
Materiales y equipos necesarios
Para realizar una titulación ácido-base en el laboratorio, se requieren los siguientes instrumentos:
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Bureta: permite dosificar con precisión el volumen de titulante.
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Matraz Erlenmeyer o vaso de precipitados: contiene la disolución a analizar.
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Pipeta volumétrica: mide y transfiere un volumen exacto de muestra.
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Propipeta o pera de succión: se usa para aspirar líquidos de forma segura.
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Soporte universal y pinzas: sostienen la bureta verticalmente.
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Indicador de pH o medidor digital: determina el punto final de la titulación.
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Soluciones de ácido y base: pueden ser HCl, NaOH, ácido acético, entre otros.
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Agua destilada y embudo para limpieza y enjuague de material.
Principio químico de la titulación ácido-base
La base de esta técnica es la reacción de neutralización, en la cual los iones hidronio (H⁺) del ácido reaccionan con los iones hidroxilo (OH⁻) de la base, formando agua y una sal.
Ejemplo general:
HA+BOH→BA+H2OHA + BOH \rightarrow BA + H_2O
Donde:
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HA = ácido
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BOH = base
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BA = sal formada
Procedimiento paso a paso
Preparación del material y soluciones
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Lava y enjuaga todos los materiales con agua destilada.
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Asegúrate de enjuagar la bureta con el titulante y la pipeta con la muestra antes de comenzar.
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Coloca el soporte universal con la bureta bien vertical.
Medición de la disolución problema
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Usa una pipeta volumétrica para tomar un volumen conocido (por ejemplo, 25,00 mL) de la disolución de concentración desconocida.
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Transfiere ese volumen a un matraz Erlenmeyer limpio.
Adición del indicador
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Agrega 2 o 3 gotas del indicador adecuado.
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Si la reacción es ácido fuerte vs base fuerte, usa fenolftaleína.
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Si es ácido fuerte vs base débil, utiliza naranja de metilo.
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Titulación propiamente dicha
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Llena la bureta con la disolución de concentración conocida (por ejemplo, NaOH 0,1 M).
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Abre la llave de la bureta y deja caer el titulante lentamente sobre la muestra, agitando constantemente el matraz.
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Observa el cambio de color del indicador a medida que te acercas al punto de equivalencia.
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Cuando el color se mantenga estable, registra el volumen final de la bureta.
Cálculo de la concentración
Aplica la fórmula general de la titulación:
Ma×Va=Mb×VbM_a \times V_a = M_b \times V_b
Donde:
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MaM_a: molaridad del ácido
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VaV_a: volumen del ácido
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MbM_b: molaridad de la base
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VbV_b: volumen de la base
Si el ácido o base tiene coeficientes estequiométricos diferentes, la ecuación se ajusta según la proporción:
Ma×Va×na=Mb×Vb×nbM_a \times V_a \times n_a = M_b \times V_b \times n_b
Ejemplo práctico
Problema: Determinar la concentración de una disolución de ácido clorhídrico (HCl) usando una disolución patrón de hidróxido de sodio (NaOH) 0,1 M.
Datos:
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Volumen de HCl: 25,00 mL
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Volumen de NaOH consumido: 24,80 mL
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Ecuación química:
HCl+NaOH→NaCl+H2OHCl + NaOH → NaCl + H_2O
Cálculo:
Ma=Mb×VbVaM_a = \frac{M_b \times V_b}{V_a} Ma=0.1×24.8025.00=0.0992 MM_a = \frac{0.1 \times 24.80}{25.00} = 0.0992 \, M
Resultado: La concentración del HCl es 0.0992 M.
Errores comunes en una titulación ácido-base
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No enjuagar adecuadamente la bureta o pipeta.
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No eliminar burbujas de aire en la llave de la bureta.
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Exceder el punto de equivalencia por añadir titulante en exceso.
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No registrar correctamente el volumen inicial y final.
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Usar un indicador incorrecto para el tipo de titulación.
Tabla de indicadores comunes
| Indicador | Rango de pH | Color ácido | Color base | Tipo de titulación recomendada |
|---|---|---|---|---|
| Fenolftaleína | 8.3 – 10.0 | Incoloro | Rosa | Ácido fuerte – Base fuerte |
| Naranja de metilo | 3.1 – 4.4 | Rojo | Amarillo | Ácido fuerte – Base débil |
| Azul de bromotimol | 6.0 – 7.6 | Amarillo | Azul | Ácido fuerte – Base fuerte |
| Rojo de metilo | 4.2 – 6.2 | Rojo | Amarillo | Ácido débil – Base fuerte |
Importancia de las titulaciones ácido-base
Las titulaciones son esenciales en múltiples campos:
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Control de calidad industrial (alimentos, fármacos, productos químicos).
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Determinación de acidez o alcalinidad en bebidas y cosméticos.
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Verificación de pureza en soluciones patrón.
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Educación y formación científica en química analítica.
Preguntas frecuentes (FAQ)
1. ¿Qué diferencia hay entre el punto de equivalencia y el punto final?
El punto de equivalencia es cuando la cantidad de ácido y base reaccionan exactamente; el punto final es el cambio de color del indicador, que lo aproxima visualmente.
2. ¿Se puede usar un pH-metro en lugar de un indicador?
Sí. Los pH-metros o sensores de titulación automática ofrecen mayor precisión y permiten obtener curvas de titulación.
3. ¿Qué pasa si el ácido o base está diluido incorrectamente?
Se obtiene una concentración errónea y el cálculo final será impreciso. Por eso, es vital usar soluciones patrón bien preparadas.
4. ¿Qué indicador se recomienda para una titulación ácido débil – base fuerte?
La fenolftaleína es la más adecuada, ya que el punto de equivalencia se alcanza en un pH alcalino.
5. ¿Cómo mejorar la precisión de una titulación?
Repite el ensayo al menos tres veces y toma el promedio de los volúmenes obtenidos (titulaciones concordantes).
Realizar una titulación ácido-base paso a paso requiere atención al detalle, precisión en las mediciones y conocimiento de las reacciones químicas involucradas.
Dominar este procedimiento permite obtener resultados confiables en el análisis cuantitativo, fundamentales tanto para la investigación como para la industria química y alimentaria.
La práctica continua, el uso correcto de materiales volumétricos y la elección del indicador adecuado son las claves para ejecutar titulaciones exitosas y reproducibles.