Problema resuelto de Química: Valoraciones y neutralizaciónSelectividad (PAU) · País Vasco 2020 · Julio (ordinaria)

a) Material

• Bureta (de 25 o 50 mL) para añadir el NaOH midiendo el volumen gastado.
• Pipeta aforada de 10 mL (con su pera o aspirador) para medir exactamente el vinagre.
• Matraz Erlenmeyer, donde se pone el vinagre y se hace la valoración.
• Soporte, nuez y pinza para sujetar la bureta.
• Vaso de precipitados y embudo para llenar la bureta.
• Agua destilada (frasco lavador) e indicador (fenolftaleína).

b) Procedimiento

Preparar la bureta. Se lava la bureta, se enjuaga con un poco de la disolución de NaOH 1 M y se llena con ella con ayuda del embudo. Se abre la llave para eliminar la burbuja de aire de la punta y se enrasa a cero (o se anota la lectura inicial), leyendo en la parte inferior del menisco.

Preparar la muestra. Con la pipeta se miden exactamente 10,0 mL de vinagre y se vierten en el Erlenmeyer. Se añade algo de agua destilada (hasta unos 25-30 mL, para ver mejor el cambio de color; no altera los moles de ácido) y dos o tres gotas de fenolftaleína. La disolución queda incolora, porque es ácida.

Valorar. Se coloca el Erlenmeyer bajo la bureta, sobre un papel blanco, y se deja caer el NaOH poco a poco mientras se agita el matraz con movimiento circular. Al acercarse al final aparece un color rosa que desaparece al agitar: entonces se añade gota a gota. El punto final se alcanza cuando una sola gota produce un color rosa pálido que persiste unos 30 segundos. Se cierra la llave y se lee el volumen gastado de NaOH.

Repetir y calcular. Se repite la valoración dos o tres veces y se toma la media. En el punto de equivalencia los moles de NaOH igualan a los de ácido acético:$$M_{\text{ácido}}\cdot V_{\text{vinagre}} = M_{\text{NaOH}}\cdot V_{\text{NaOH}} \quad\Rightarrow\quad M_{\text{ácido}} = \frac{1\ \text{M}\cdot V_{\text{NaOH}}}{10\ \text{mL}}$$Dibujo. El montaje se dibuja así: un soporte vertical con una nuez y una pinza que sujeta la bureta en vertical, llena de NaOH 1 M y con la llave abajo; justo debajo de la punta de la bureta, el matraz Erlenmeyer con los 10 mL de vinagre diluidos, el indicador y, si se quiere, un papel blanco debajo. Conviene rotular cada pieza: bureta (NaOH 1 M), Erlenmeyer (vinagre + fenolftaleína), soporte, nuez y pinza.

c) Reacción de neutralización$$\text{CH}_3\text{COOH}\,(aq) + \text{NaOH}\,(aq) \longrightarrow \text{CH}_3\text{COONa}\,(aq) + \text{H}_2\text{O}\,(l)$$o, en forma iónica, $\text{CH}_3\text{COOH} + \text{OH}^- \to \text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}_2\text{O}$: el ácido acético y el hidróxido de sodio dan acetato de sodio (etanoato de sodio) y agua, mol a mol.