La valoración es una técnica que permite estudiar las reacciones de neutralización (o ácido-base). En una valoración, una disolución de concentración exactamente conocida, denominada solución patrón, se agrega en forma gradual a otra disolución de concentración desconocida hasta que la reacción química entre las dos disoluciones se complete. Conocida la concentración de la solución patrón y los volúmenes de la solución patrón utilizada y de la solución desconocida, se puede calcular la concentración de la solución desconocida.
El hidróxido de sodio es una de las bases más utilizadas en el laboratorio. Sin embargo, es difícil obtener el hidróxido de sodio sólido puro porque tiende a absorber agua del aire y sus disoluciones reaccionan con dióxido de carbono. Por ello, una solución de Na(OH) debe ser valorada antes de utilizarse, con una solución ácida de concentración exactamente conocida.
Veamos un ejemplo para valorar el Na(OH) a partir del ácido monoprótico ftalato ácido de potasio (KHC8H4O4). La reacción entre ambos es la siguiente:
KHC8H4O4 (ac) + Na(OH) (ac) —————-> KNaC8H4O4 (ac) + H2O (l)
y la ecuación iónica neta es:
HC8H4O4+ (ac) + OH– (ac) —————-> C8H4O42- (ac) + H2O (l)
Primero se agrega una cantidad conocida del ácido en un erlenmeyer. Luego se agrega desde una bureta la solución de NaOH hasta alcanzar el punto de equivalencia, es decir, el punto en el cual el ácido ha reaccionado o neutralizado completamente a la base. El punto de equivalencia se detecta por un cambio brusco de color de un indicador que se ha añadido a la solución ácida. En las valoraciones ácido-base, los indicadores son sustancias que tienen colores muy distintos en medios ácidos y básicos. La fenolftaleína es un indicador muy utilizado que en medio ácido o neutro es incoloro y en medio básico es rosado.
Para la reacción anterior, en el punto de equivalencia todo el ácido fue neutralizado con la base y la disolución sigue siendo incolora. Pero con una gota más de base, la disolución se torna rosada.
Determinado el punto final de la reacción se procede con el cálculo de la concentración desconocida. Primero se calculan los moles de H+ que reaccionaron sabiendo que por cada mol de ácido se tiene un protón, y conociendo su concentración y volumen utilizado.
moles de H+= Molaridad H+ * Volumen sol ácida
Luego sabiendo que por cada mol de H+ reacciona un mol de OH–, calculado los moles de H+ se conocen los moles de OH–. Además conocido el volumen de base utilizado puede calcularse la concentración de la base:
molaridad de NaOH= Moles OH–/Volumen sol NaOH
En los cálculos implicados en las valoraciones ácido-base, independientemente de la base o el ácido, se debe considerar que el número de moles H+ que reaccionan equivalen al número de moles de OH– que reaccionan.