Problema resuelto de Química: Valoraciones y neutralizaciónSelectividad (PAU) · País Vasco 2021 · Julio
País Vasco · 2021 · Julio
Enunciado
El proceso analítico empleado para valorar vinagres comerciales se realiza con un montaje como el esquematizado aquí:Esquema del montaje: una bureta graduada vertical con su llave abajo y, debajo de ella, un matraz Erlenmeyer con algo de líquido.a) Escribir la ecuación química ajustada de la reacción, nombrar todas las sustancias que participan en la valoración y un indicador adecuado. (0,3 puntos) b) Nombrar todo el material necesario, completar el montaje experimental e indicar qué sustancia(s) se coloca(n) en cada elemento del montaje. (0,4 puntos) c) Describir el procedimiento operativo. (0,5 puntos) d) Indicar los cambios que se observan a lo largo del proceso y cómo se sabe cuándo termina la valoración. (0,3 puntos)
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Resultado
a)CH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2O; indicador: fenolftaleína. b) Bureta con NaOH (soporte, pinza y nuez) sobre un Erlenmeyer con el vinagre medido con pipeta, agua y fenolftaleína. c) Enrasar la bureta, medir el vinagre, añadir indicador y verter la base agitando hasta el viraje. d) De incoloro a rosa; termina cuando el rosa persiste al agitar.
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
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Estrategia
La acidez del vinagre se debe al ácido acético (ácido etanoico), un ácido débil. Se valora con una base fuerte de concentración conocida, el hidróxido de sodio, que se añade gota a gota desde la bureta hasta neutralizar todo el ácido. Como el ácido es débil y la base fuerte, en el punto de equivalencia queda acetato de sodio, cuya hidrólisis da un pH básico (en torno a 8-9). Por eso el indicador debe virar en zona básica: la fenolftaleína.
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Desarrollo
a) Reacción de neutralización.CH3COOH(aq)+NaOH(aq)→CH3COONa(aq)+H2O(l)
CH3COOH: ácido etanoico (ácido acético), el ácido del vinagre.
NaOH: hidróxido de sodio, la base con la que se valora.
CH3COONa: etanoato de sodio (acetato de sodio).
H2O: agua.
Indicador. Fenolftaleína, que vira entre pH 8,2 y 10, justo donde cae el punto de equivalencia de un ácido débil con una base fuerte. b) Material. Bureta, soporte universal con pinza (o pinza de bureta) y nuez para sujetarla, matraz Erlenmeyer, pipeta aforada con su pera (o aspirador) para medir el vinagre, embudo pequeño para llenar la bureta, vaso de precipitados y frasco lavador con agua destilada. Montaje completo. La bureta se sujeta vertical al soporte con la pinza y la nuez, con la punta dentro de la boca del Erlenmeyer, que se apoya en la base del soporte (mejor sobre un papel blanco, para ver bien el color).
En la bureta: la disolución de NaOH de concentración conocida (la disolución valorante).
En el Erlenmeyer: un volumen medido de vinagre, diluido con agua destilada, y unas gotas de fenolftaleína.
c) Procedimiento.
Se enjuaga la bureta con un poco de la disolución de NaOH, se llena por encima del cero con el embudo, se abre la llave para expulsar el aire de la punta y se enrasa (o se anota la lectura inicial).
Con la pipeta se miden, por ejemplo, 10 mL de vinagre y se pasan al Erlenmeyer. Se añade agua destilada (unos 50-100 mL) para diluir la muestra y que se aprecie bien el viraje.
Se añaden dos o tres gotas de fenolftaleína.
Se abre la llave y se deja caer la base poco a poco, agitando el Erlenmeyer con movimiento circular. Al acercarse al final (el color rosa tarda en desaparecer), se añade gota a gota.
Se cierra la llave en cuanto aparece un color rosa que persiste al agitar y se anota el volumen de NaOH gastado. Conviene repetir la valoración y tomar la media.
Con el volumen gastado se calcula la concentración del ácido: n(CH3COOH)=n(NaOH)=MNaOH⋅VNaOH, y de ahí la acidez del vinagre.
d) Cambios observados. Al principio la disolución del Erlenmeyer es incolora (la fenolftaleína es incolora en medio ácido). Al caer cada gota de NaOH aparece un color rosa en el punto donde cae, que desaparece al agitar porque la base se neutraliza con el ácido que aún queda; cerca del final el rosa tarda cada vez más en irse. Final de la valoración. Termina cuando una sola gota de NaOH deja todo el líquido de color rosa (rosa-violeta) que persiste al agitar: se ha alcanzado el punto final, que coincide prácticamente con el de equivalencia.
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Consejo
Justifica el indicador: no vale cualquiera. Como en el punto de equivalencia hay acetato, que se hidroliza y da pH básico, se necesita uno que vire por encima de 7; el naranja de metilo, que vira en medio ácido, daría el final antes de tiempo. En el procedimiento, di dónde va cada disolución (la base en la bureta, el vinagre en el Erlenmeyer) y que se agita y se añade gota a gota al final: son los detalles que se valoran.
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