Problema resuelto de Química: Valoraciones y neutralizaciónSelectividad (PAU) · País Vasco 2022 · Junio

a) Material. Bureta (25 o 50 mL), soporte universal con pinza (o pinza de bureta) y nuez para sujetarla, matraz Erlenmeyer, pipeta aforada con su pera 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 en el soporte con la pinza, con la llave abajo y la punta dentro de la boca del Erlenmeyer, que se coloca debajo (mejor sobre un papel blanco, para ver bien el cambio de color).

Qué va en cada sitio. En la bureta, la disolución de NaOH de concentración conocida (el valorante). En el Erlenmeyer, un volumen medido de vinagre con pipeta, diluido con agua destilada, y unas gotas de indicador.

b) Ecuación de la reacción.$$\underset{\text{ácido etanoico}}{\text{CH}_3\text{COOH}} + \underset{\text{hidróxido de sodio}}{\text{NaOH}} \longrightarrow \underset{\text{etanoato de sodio}}{\text{CH}_3\text{COONa}} + \underset{\text{agua}}{\text{H}_2\text{O}}$$Indicador. La fenolftaleína, que vira de incolora a rosa entre pH 8 y 10, justo donde cae el punto de equivalencia de esta valoración (ver c).

Procedimiento.

1. Se enjuaga la bureta con un poco de la disolución de NaOH, se llena y se enrasa, anotando la lectura inicial.
2. Con la pipeta se miden, por ejemplo, 10 mL de vinagre, se pasan al Erlenmeyer y se diluyen con unos 50-100 mL de agua destilada (así se ve bien el viraje).
3. Se añaden dos o tres gotas de fenolftaleína.
4. Se deja caer la base gota a gota agitando el matraz sin parar, hasta que aparece un color rosa pálido que persiste unos 30 segundos. Se anota el volumen gastado.
5. Se repite la valoración y con $n(\text{CH}_3\text{COOH}) = n(\text{NaOH}) = M_b\,V_b$ se calcula la concentración (o la acidez) del vinagre.

c) pH en el punto de equivalencia. En ese momento todo el ácido acético se ha transformado en acetato de sodio, que en agua está disociado en $\text{Na}^+$ y $\text{CH}_3\text{COO}^-$. El $\text{Na}^+$ viene de una base fuerte y no reacciona con el agua, pero el ion acetato es la base conjugada de un ácido débil y se hidroliza:$$\text{CH}_3\text{COO}^-(aq) + \text{H}_2\text{O}(l) \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COOH}(aq) + \text{OH}^-(aq)$$Se forman iones $\text{OH}^-$, así que el pH en el punto de equivalencia es básico (mayor que 7).

d) Valoración de HCl. La reacción sería $\text{HCl} + \text{NaOH} \longrightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O}$ y en el punto de equivalencia solo quedaría cloruro de sodio. Ni el $\text{Na}^+$ (de una base fuerte) ni el $\text{Cl}^-$ (base conjugada de un ácido fuerte, muy débil como base) se hidrolizan, así que el pH sería neutro (pH = 7 a 25 °C).