Anàlisis volumètric
La valoració o titulació és un método d'anàlisis químic quantitatiu utilisat per a determinar la concentració desconeguda d'una substància a partir d'un reactiu de concentració coneguda. Degut a que les mides de volum eixerciten un paper fonamental en les titulacions, se li coneix també com a anàlisis volumètric o volumetria (titrimetry en anglés) i inclouen un gran número de poderosos procediments quantitatius que es basen en medir la cantitat d'un reactiu de concentració coneguda que és consumit per un analito durant una reacció química o electroquímica.[1]
En principi, les valoracions poden basar-se en qualsevol tipo de reacció química que complixca els requisits de tindre una constant d'equilibri suficientment alta per a que puga ser quantitativa; és dir, que la part d'analito que quede en l'equilibri, sense reaccionar, siga despreciable i que siga suficientment ràpida. Un atre aspecte important de les valoracions, és que és necessari dispondre d'algun sistema indicador que indique a l'analiste que la reacció s'ha completat.[2]
Introducció
[editar | editar còdic]Les determinacions volumètriques, junt en els métodos gravimétricos, es troben entre els métodos clàssics d'anàlisis. En esta tècnica d'anàlisis químic, un reactiu cridat “valorante” o “titulador”,[3] de volum i concentració coneguda (una solució estàndar o solució patró) s'utilisa per a que reaccione en una solució del analito[4] la concentració del qual es desija conéixer. En el procediment habitual, el reactiu valorante s'afig en una bureta graduada fins a alcançar el punt final. El punt final és el volum de reactiu afegitó en el que es dona per finalisada la valoració. Es determina per mig de l'us d'un indicador. Idealment, deuria ser el mateix volum que el corresponent al punt d'equivalència o punt teòric en el que es completa la reacció, encara que no sempre ocorre aixina, per lo que es produïx una chicoteta diferència entre el punt d'equivalència i el punt final que es coneix en el nom error en la valoració,[1] o error d'indicador. Aixina, per eixemple, en la valoració clàssica àcit fort-base forta, el punt d'equivalència de la valoració és el punt en el que el pH de la dissolució resultant com a conseqüència de la neutralisació, és exactament 7. No obstant, per a detectar el punt final s'utilisa un indicador de pH que fa que la solució canvie de color en les proximitats d'eixe pH, com per eixemple, fenolftaleína. El canvi color de la fenolftaleína, de incoloro a rosat es produïx quan s'ha sobrepassat el pH 8,2, per lo que és necessari reglotar en una o dos gotes el punt d'equivalència per a saber que la reacció s'ha completat.
Existixen molts tipos diferents de valoracions (vore més alvance) en els seus métodos per a determinar el punt final de la reacció. la forma més habitual és l'ocupació d'indicadors visuals, basats en l'aparició o desaparició d'un color, canvis de color o l'aparició o desaparició de turbidez. Per eixemple, l'indicador que s'utilisa en la valoració per neutralisació d'àcit clorhídric en hidròxit de sodi és la fenolftaleína, ya comentat anteriorment. Un atre eixemple d'indicador, és el taronja de metilo, de color roig en mig àcit i groc en dissolució bàsiques. No totes les titulacions requerixen afegir un indicador. En alguns casos, o be els reactius o els productes són fortament coloreados i poden servir com "indicador". Per eixemple, una titulació o valoració redox que utilisa permanganato de potassi com a dissolució estàndar (rosa/violeta) no requerix indicador perque sofrix un canvi de color fàcil de detectar puix queda incolora en reduir-se el permanganato. Despuix del punt d'equivalència, hi ha un excés de la dissolució titulante (permanganato) i persistix un color rosat dèbil que no desapareix. Per la naturalea logarítmica de la curva de valoració, les transicions en el punt final són molt ràpides i una simple gota gota de valorante pot provocar un canvi de color en l'indicador. Si se sospita que l'error de l'indicador pot ser significatiu és aconsellable efectuar determinacions en blanc en l'indicador i restar-li el resultat al volum gastat en la valoració.
Història
[editar | editar còdic]Encara que hui dia la majoria dels métodos d'anàlisis químic estan basats en tècniques instrumentals, en el XIX el anàlisis volumètric va supondre una autèntica revolució en la química analítica, encara que cal dir, que no sempre va ser ben rebut pels químics, que consideraven que l'anàlisis gravimétrico era l'únic método fiable. La principal força impulsora darrere del desenroll de l'anàlisis volumètric i el seu establiment com a tècnica analítica, va estar relacionada en la necessitat de l'indústria química emergent de dispondre de métodos més ràpits i simples que els métodos gravimétricos per al control de calitat.[5]
No és fàcil identificar en quin moment de l'història varen escomençar a utilisar-se l'anàlisis volumètric. Hi ha autors que consideren que un dels seus precursors va ser Robert Boyle, que en els seus escrits, cap a 1663, fa menció als indicadors àcit-base, per lo que, ya que l'establiment del punt final és una de les característiques vitals de la titulació, se sugerix utilisar esta data com a punt de partida. Boyle va utilisar aixarop de violetas, pero pronte es varen amprar extractes d'atres flors, verdures, bayas i fustes.[6] Posteriorment, d'una forma més clara i evident, hi ha constància d'informes científics publicats per Claude Joseph Geoffroy en 1729, en els que utilisa carbonat de potassi polvorisat per a determinar l'acidea dels vinagres. El punt final de la valoració ho establia en el moment en que desapareixia l'efervescència.[5][7] L'ocupació de dissolució valorantes, en lloc de massa valorante, s'atribuïx al químic i fisiólogo escocés Francis Home, que en el seu llibre Experiments on Bleaching, publicat en 1756, descriu un método de valoració, o més correctament, de l'estimació de la potasa a partir de la reacció de dissolució d'àcit nítric afegitó en chicotetes cucharaditas de té fins a cessació d'efervescència.[8] Encara que el método hui dia no seria considerat molt convencional, cal tindre en conte que encara no s'havia inventat la bureta o la pipeta, per a la mida de volums en major precisió. En 1791 François Antoine Henri Descroizilles va desenrollar la primera bureta, en aspecte d'un cilindre graduat, a la que va denominar, primerament, "Bethollimetro" (per Claude Louis Berthollet), ya que ho utilisava per a la determinació de clor en dissolució blanqueantes (lleixiu) i despuix, en una atra publicació en 1806, "alcalímetro", puix la va utilisar en l'anàlisis de potasas.[7] Anys més tart, Joseph Louis Gai-Lussac va desenrollar una versió millorada de la bureta que incloïa un braç lateral, i va falcar els térmens "pipeta" i "bureta" en un artícul de 1824 que tractava sobre l'estandardisació de dissolució d'índigo. Un gran pas alvance en la metodologia i popularisació de l'anàlisis volumètric es deu a Karl Friedrich Mohr, que va redissenyar la bureta colocant un tancament en pinça i una cánula d'abocada en l'extrem inferior, i va escriure el primer llibre sobre el seu us, en el títul Lehrbuch der chemisch-analytischen Titrirmethode (Manual sobre métodos de titulació en Química Analítica), publicat en 1855.[9]
Respecte a l'ocupació d'indicadors àcit-base, ya descrits per R. Boyle, la primera referència que es té de la seua ocupació com a indicador del punt final, és una monografia sobre l'anàlisis de potasas, publicada en 1767 per William Lewis ( (h.1708 – 1781),[10] en la que Lewis sugerix l'ocupació de certes substàncies coloreadas procedents de sucs vegetals, per a determinar lo que ell denominava "punt de saturació" (punt final). En el temps, l'ocupació d'indicadors coloreados en l'anàlisis volumètric, especialment en la determinació de àcit i bases, es va fer cada volta més habitual, aumentant ràpidament, tant en número com en aplicacions, a partir de 1870, en el desenroll de nous colorants sintètics.[5]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ 1,0 1,1 Douglas A. Skoog, Donald M. West, F. James Holler and Stanley R. Crouch. (2015). «Cap. 13 Valoracions en química analítica», Fonaments de química analítica, Cengage Learning. ISBN 978-607-519-937-6.
- ↑ Harris, Daniel C. (1992). Anàlisis Químic Quantitatiu, Grup Editorial Iberoamericana, p. 151. ISBN 970-625-003-4.
- ↑ Compendium for basal practice in biochemistry, 2008 ed.. Aarhus University
- ↑ «editorial=Sci-Tech Dictionary titrand».
- ↑ 5,0 5,1 5,2 Scholz, Fritz; Kahlert, Heike (2019). «Cap. 7.1 The History of Titrations», Chemical equilibria in analytical chemistry: the theory of acid-base, complex, precipitation and redox equilibria, 1st ed edició, Springer international publishing. ISBN 978-3-030-17180-3.
- ↑ Journal of Chemical Education.35(8)
- A360.ISSN 0021-9584.doi:10.1021/ed035pA360.Consultat el 2024-11-08.
- ↑ 7,0 7,1 Hudson, John (1994). «Cap. 14 Analytical Chemistry. Titrimetric analysis», The history of chemistry, reprinted edició, Chapman & Hall. ISBN 978-0-412-03641-5.
- ↑ Home, Francis (1756). «Part III; Section I Exp. 13», Experiments on Bleaching (en Anglés), Edimburc, pp. 100-101.
- ↑ Louis Rosenfeld. Four Centuries de Clinical Chemistry. CRC Press, 1999, p. 72-75.
- ↑ Lewis, William (1767). Experiments and observations on american potashes (en en), Society.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Análisis volumétrico» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.