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Simulador de curvas de valoración

En resumen: este simulador de curvas de valoración representa el pH frente al volumen de valorante para ácidos fuertes, ácidos débiles, bases débiles y ácidos polipróticos como el H₃PO₄. Marca el pH inicial, cada punto de equivalencia, los puntos de semiequivalencia donde pH = pKa y las regiones tampón, y sugiere un indicador. Es gratuito y funciona en tu navegador.

Elige el analito del matraz, introduce su concentración y su volumen y la concentración del valorante. La curva se actualiza mientras escribes. El panel de resultados enumera los puntos de equivalencia y semiequivalencia, y la tabla de indicadores valora cada indicador común según su error de punto final. Guarda la gráfica con Exportar PNG o los datos con Exportar CSV.

Respuesta rápida: 25,00 mL de ácido acético 0,100 M con NaOH 0,100 M: pH inicial 2,88, semiequivalencia a 12,50 mL con pH 4,76 (= pKa), equivalencia a 25,00 mL con pH 8,73. La fenolftaleína (8,2 a 10,0) es el indicador adecuado.

pH a volúmenes elegidos

Cómo se calcula la curva de valoración

El simulador no cambia de fórmula en cada región. Resuelve un único balance de cargas para cada volumen, de modo que la curva es correcta al principio, en la región tampón, en cada punto de equivalencia y después:

[H⁺] + [Na⁺] = [OH⁻] + [A⁻] + 2[A²⁻] + 3[A³⁻] + [Cl⁻] Kw = [H⁺][OH⁻] = 1.0 × 10⁻¹⁴

Los atajos de libro de texto de abajo dan casi los mismos números y son los que se usan en un examen.

RegiónÁcido débil HA + NaOHEjemplo: 25,00 mL de CH₃COOH 0,100 M
Inicio (0 mL)[H⁺] = √(Ka × C)pH 2.88
Región tampónpH = pKa + log(n A⁻ / n HA)20,00 mL: pH 5,36
SemiequivalenciapH = pKa12,50 mL: pH 4,76
Equivalencia[OH⁻] = √(Kb × C sal), Kb = Kw / Ka25,00 mL: pH 8,73
Después de la equivalencia[OH⁻] = NaOH en exceso ÷ volumen total30,00 mL: pH 11,96

pH en el punto de equivalencia según el tipo de valoración

ValoraciónpH en la equivalenciaIndicador adecuado
Ácido fuerte + base fuerte7.00Fenolftaleína, rojo de metilo, azul de bromotimol, naranja de metilo
Ácido débil + base fuertePor encima de 7 (8,73 para ácido acético 0,1 M)Fenolftaleína
Base débil + ácido fuertePor debajo de 7 (5,28 para amoníaco 0,1 M)Rojo de metilo, naranja de metilo
Ácido débil + base débilCerca de 7, sin salto bruscoNinguno; usa un pH-metro

Intervalos de viraje de los indicadores

IndicadorIntervalo de pHColor ácidoColor básico
Naranja de metilo3,1 a 4,4RojoAmarillo
Rojo de metilo4,4 a 6,2RojoAmarillo
Tornasol4,5 a 8,3RojoAzul
Azul de bromotimol6,0 a 7,6AmarilloAzul
Fenolftaleína8,2 a 10,0IncoloroRosa

La valoración de cada indicador procede del error de punto final: el volumen en el centro de su intervalo de viraje comparado con el volumen de equivalencia real. Dentro del 0,1 % es excelente; dentro del 0,5 %, bueno. El tornasol cambia de color de forma demasiado gradual para las valoraciones.

Ejemplos resueltos

HCl con NaOH

25,00 mL de HCl 0,100 M, NaOH 0,100 M. Tras 10,00 mL: 2,50 − 1,00 = 1,50 mmol de H⁺ en 35,00 mL.

[H⁺] = 0,0429 M, pH 1,37. A 25,00 mL, pH 7,00. A 30,00 mL: 0,500 mmol de OH⁻ en 55,00 mL.

pH 1,37; 7,00 y 11,96

Ácido acético con NaOH

25,00 mL de CH₃COOH 0,100 M (pKa 4,76), NaOH 0,100 M.

pH inicial 2,88. Semiequivalencia a 12,50 mL, pH 4,76. Equivalencia a 25,00 mL: acetato 0,0500 M.

pH de equivalencia 8,73: usa fenolftaleína

Amoníaco con HCl

25,00 mL de NH₃ 0,100 M (pKb 4,75), HCl 0,100 M.

pH inicial 11,12. Semiequivalencia a pH 9,25 (pKa del NH₄⁺). Equivalencia: NH₄⁺ 0,0500 M.

pH de equivalencia 5,28: usa rojo de metilo

Ácido fosfórico con NaOH

25,00 mL de H₃PO₄ 0,100 M, NaOH 0,100 M. Saltos a 25,00 y 50,00 mL.

pH a 37,50 mL = pKa₂ = 7,20. El tercer paso (pKa₃ 12,38) no muestra salto.

pH de equivalencia 4,70 y 9,67

Carbonato de sodio con HCl

25,00 mL de Na₂CO₃ 0,0500 M, HCl 0,100 M.

CO₃²⁻ → HCO₃⁻ a 12,50 mL y después HCO₃⁻ → H₂CO₃ a 25,00 mL.

pH 8,34 y luego 3,98: naranja de metilo para el segundo

Ácido oxálico con NaOH

25,00 mL de H₂C₂O₄ 0,100 M (pKa 1,25 y 4,27), NaOH 0,100 M.

Los valores de pKa están demasiado próximos y son demasiado bajos para un primer salto. Ambos protones se valoran a la vez.

Un único punto final claro a 50,00 mL, pH 8,40

Errores comunes

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Preguntas frecuentes

¿Por qué el pH en el punto de equivalencia no siempre es 7?

En el punto de equivalencia el matraz contiene la sal del ácido y la base. Para un ácido fuerte y una base fuerte la sal es neutra, así que pH = 7,00. Un ácido débil da una base conjugada básica (acetato 0,050 M da pH 8,73). Una base débil da un ácido conjugado ácido (NH4+ 0,050 M da pH 5,28).

¿Cuál es el pH en el punto de semiequivalencia?

La mitad del ácido débil se ha transformado en su base conjugada, así que [HA] = [A−] y pH = pKa. Para el ácido acético es pH 4,76. El valor exacto difiere un poco cuando el ácido es relativamente fuerte o está muy diluido, y el simulador lo muestra.

¿Qué indicador debo usar para valorar un ácido débil con una base fuerte?

La fenolftaleína. Su cambio de color (pH de 8,2 a 10,0) se sitúa en la parte empinada de la curva, cerca del pH de equivalencia de unos 8,7. El naranja de metilo cambia de color demasiado pronto y produce un error grande.

¿Cuántos puntos de equivalencia muestra el ácido fosfórico?

Dos claros. Con H3PO4 0,100 M y NaOH 0,100 M aparecen cerca de pH 4,7 y pH 9,7. El tercer protón tiene pKa 12,38, así que el tercer punto de equivalencia no produce un salto visible en agua.

¿Qué diferencia hay entre el punto de equivalencia y el punto final?

El punto de equivalencia es donde los moles de valorante igualan exactamente a los del analito. El punto final es donde el indicador cambia de color. Un buen indicador hace que el punto final quede a una fracción de un porcentaje del punto de equivalencia.

¿Cómo calculo el pH antes del punto de equivalencia de un ácido débil?

Halla los moles de HA que quedan y los moles de A− formados y usa pH = pKa + log(moles A− / moles HA). Para 25,00 mL de ácido acético 0,100 M tras añadir 20,00 mL de NaOH 0,100 M: pH = 4,76 + log(2,00 / 0,50) = 5,36.

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