¿Por qué la curva del ácido débil empieza más arriba que la del fuerte?

El ácido débil está solo en parte disociado: hay menos H⁺ libres que en un ácido fuerte de la misma concentración analítica. El pH inicial se calcula con K_a, no como −log C_a.

¿Qué es el punto de equivalencia y dónde está en la gráfica?

La cantidad de base añadida es estequiométricamente igual a la cantidad inicial de ácido. En la curva es el centro del tramo más empinado. Para un ácido débil y una base fuerte queda en la zona básica por la hidrólisis de la base conjugada, no necesariamente a pH 7.

¿Por qué el ácido débil tiene un tramo amortiguador casi plano?

Aparece una mezcla de HA y A⁻. El amortiguador sostiene el pH; la ecuación de Henderson–Hasselbalch da pH = pK_a + log([A⁻]/[HA]). La capacidad es máxima cuando [HA] = [A⁻], es decir a pH = pK_a.

¿Cómo se elige el indicador a partir de la curva?

El indicador debe cambiar de color en el tramo vertical, en la zona del punto de equivalencia. El intervalo de viraje de la fenolftaleína (unos 8,2–10,0) encaja con el salto ácido débil / base fuerte y puede no cubrir el salto de otro par.

Titulación

Adición de una base a un ácido: curva de pH frente al volumen de titulante y punto de equivalencia.

Matraz + indicador

1.00

Ácida

V_a = 25 mL · C_a = 0.10 M · C_b = 0.10 M · V_b = 0.00 mL

Bureta

0.0 mL

Gráficas

Sobre el modelo

La titulación es la neutralización gradual de un ácido con una base: en la gráfica, el pH de la solución frente al volumen de titulante añadido. Para un ácido fuerte y una base fuerte el pH se calcula con la concentración de H⁺ u OH⁻ en exceso antes y después del punto de equivalencia; cerca de él importa la autoionización del agua (K_w = 1,0×10⁻¹⁴ a 25 °C). Para un ácido débil y una base fuerte hacen falta K_a y la ecuación de Henderson–Hasselbalch pH = pK_a + log([A⁻]/[HA]) en la región amortiguadora; el pH en el punto de equivalencia lo fija la hidrólisis de la base conjugada. Las soluciones se toman ideales a 25 °C, no se tiene en cuenta la fuerza iónica y las reacciones son instantáneas. En la curva se ven el salto de pH, el punto de equivalencia (el tramo más empinado) y la meseta amortiguadora del ácido débil.

Para quién: Bachillerato y química analítica: equilibrios ácido-base, soluciones amortiguadoras y titulación.

Conceptos clave

titulación
punto de equivalencia
curva de titulación
neutralización
región amortiguadora
ecuación de Henderson–Hasselbalch
constante de disociación
titulante

Cómo funciona

Desde la bureta se añade una base fuerte al ácido en el matraz. Curva pH(V): para el par fuerte–fuerte el punto de equivalencia está a pH 7; para un ácido débil y una base fuerte la zona de equivalencia es básica por la hidrólisis de la base conjugada. En la gráfica se marcan el volumen actual y el V_eq teórico.

Fórmulas principales

Fuerte–fuerte: [H⁺] = (C_a V_a − C_b V_b) / (V_a + V_b) antes de la equivalencia; después, [OH⁻] de modo análogo. Si C_a V_a = C_b V_b → pH 7.

Amortiguador de ácido débil: pH = pK_a + log([A⁻]/[HA]). En la equivalencia: [OH⁻] ≈ √(K_b · [A⁻]).

Preguntas frecuentes

¿Por qué la curva del ácido débil empieza más arriba que la del fuerte?: El ácido débil está solo en parte disociado: hay menos H⁺ libres que en un ácido fuerte de la misma concentración analítica. El pH inicial se calcula con K_a, no como −log C_a.
¿Qué es el punto de equivalencia y dónde está en la gráfica?: La cantidad de base añadida es estequiométricamente igual a la cantidad inicial de ácido. En la curva es el centro del tramo más empinado. Para un ácido débil y una base fuerte queda en la zona básica por la hidrólisis de la base conjugada, no necesariamente a pH 7.
¿Por qué el ácido débil tiene un tramo amortiguador casi plano?: Aparece una mezcla de HA y A⁻. El amortiguador sostiene el pH; la ecuación de Henderson–Hasselbalch da pH = pK_a + log([A⁻]/[HA]). La capacidad es máxima cuando [HA] = [A⁻], es decir a pH = pK_a.
¿Cómo se elige el indicador a partir de la curva?: El indicador debe cambiar de color en el tramo vertical, en la zona del punto de equivalencia. El intervalo de viraje de la fenolftaleína (unos 8,2–10,0) encaja con el salto ácido débil / base fuerte y puede no cubrir el salto de otro par.

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