📘 CodingMarble Learn

Ácidos, bases, sales y valoración

Los compuestos inorgánicos se reparten en cuatro grandes clases: óxidos, ácidos, bases y sales. Están conectados: un metal forma un óxido básico, este forma una base, y una base más un ácido da una sal y agua. Una valoración (o titulación) usa esta neutralización para medir una concentración desconocida: se añade desde una bureta una base de concentración conocida hasta que todo el ácido se gasta (el punto de equivalencia). Entonces n(ácido) = n(base) según la proporción de la reacción, así que C₁V₁ = C₂V₂ si la reacción es 1 : 1.

🎬 Historia paso a paso

  1. La mayoría de los compuestos inorgánicos pertenecen a cuatro clases: ácidos, bases, sales y óxidos. Cada clase sigue un patrón en su fórmula.
  2. Las clases están unidas como un árbol familiar. Un metal arde y forma un óxido básico. El óxido más agua da una base. La base más un ácido da una sal.
  3. Ahora usamos esa última reacción para medir. El matraz tiene 25 mL de ácido. La bureta tiene una base cuya concentración conocemos.
  4. Añadimos la base poco a poco. Al principio el pH sube solo un poco, porque aún queda mucho ácido para gastar la base.
  5. Cerca de 25 mL el ácido se ha gastado por completo. Una gota más y el pH salta de más o menos 3 a 11. El indicador se pone rosa. Este es el punto de equivalencia.
  6. Ahora te toca a ti. Arrastra el deslizador para añadir base. Encuentra el volumen exacto donde cambia el color y lee el pH.

Consejo: arrastra la escena 3D para girarla. Usa dos dedos para hacer zoom.

🤔 Dudas comunes, resueltas

¿Por qué el NH₃ es una base si no tiene OH en su fórmula?

Según Brønsted–Lowry, una base es la que toma protones. El NH₃ le quita H⁺ al agua y forma NH₄⁺ + OH⁻.

¿Por qué un óxido metálico es básico y un óxido no metálico es ácido?

Los óxidos metálicos dan hidróxidos con agua (CaO → Ca(OH)₂); los óxidos no metálicos dan ácidos (SO₂ → H₂SO₃). Sigue la cadena en el paso 2.

¿Por qué hace falta una bureta y no basta una probeta?

Una bureta se lee con precisión de 0.05 mL y permite añadir gotas sueltas, así puedes parar justo en el cambio de color.

¿Por qué el pH casi no cambia en los primeros 20 mL?

Todavía hay mucho ácido. Cada mL quita solo una parte pequeña del H⁺, y el pH es una escala logarítmica. Mira las barras cortas en el paso 4.

¿Por qué una sola gota cambia el color?

Cerca de la equivalencia casi no queda ácido, así que una gota de base pasa la solución de ligeramente ácida a básica y el pH salta al rango del indicador.

¿El punto de equivalencia siempre está en pH 7?

Solo con ácido fuerte + base fuerte. Ácido débil + base fuerte queda por encima de 7; ácido fuerte + base débil queda por debajo de 7.

Las cuatro clases de compuestos inorgánicos

Los óxidos son compuestos de un elemento con oxígeno, como CaO o CO₂. Los óxidos de metales suelen ser básicos; los de no metales suelen ser ácidos; algunos, como Al₂O₃ y ZnO, son anfóteros (reaccionan con ácidos y con bases).

Los ácidos liberan iones H⁺ en agua (HCl, H₂SO₄, HNO₃). Las bases liberan iones OH⁻ o aceptan H⁺ (NaOH, Ca(OH)₂, NH₃). Una base que se disuelve en agua es un álcali. Las sales están formadas por un ion metálico (o NH₄⁺) y el ion sobrante de un ácido (NaCl, CuSO₄, NH₄NO₃).

Ideas de ácido-base que debes conocer

Nombres de ácidos, bases y sales

El vínculo genético entre las clases

Se puede seguir un mismo elemento por las distintas clases, como una línea familiar:

Metal: Ca → CaO → Ca(OH)₂ → CaCO₃ (2Ca + O₂ → 2CaO; CaO + H₂O → Ca(OH)₂; Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O)

No metal: S → SO₂ → H₂SO₃ → Na₂SO₃

Las dos líneas se encuentran en una sal. Las sales se forman de muchas maneras: ácido + base, ácido + metal, ácido + óxido básico, base + óxido ácido, y ácido + carbonato.

Introducción a la valoración

Una valoración (titulación) averigua la concentración desconocida de una solución haciéndola reaccionar con otra de concentración conocida (la solución patrón o titulante).

  1. Con una pipeta, pon un volumen exacto (por ejemplo 25.0 mL) del ácido desconocido en un matraz Erlenmeyer. Añade 2–3 gotas de indicador.
  2. Llena la bureta con la base patrón. Lee el volumen inicial en la parte baja del menisco, a la altura de los ojos.
  3. Añade la base mientras giras el matraz. Cerca del final, añádela gota a gota.
  4. Para en el primer cambio de color permanente: el punto final. Anota la lectura final. Repite hasta que dos resultados coincidan con una diferencia de 0.10 mL o menos (resultados concordantes).

Punto de equivalencia = los moles de ácido y de base coinciden exactamente según la ecuación. Punto final = cuando cambia el indicador. Un buen indicador hace que ambos sean casi iguales.

Curvas de valoración y elección del indicador

Si dibujas el pH frente al volumen de base añadido, se obtiene una curva de valoración en forma de S.

Regla: elige un indicador cuyo rango de cambio de color esté dentro de la parte empinada de la curva.

Cálculos de valoración

Moles = concentración (mol/L) × volumen (L). Usa la proporción de la ecuación balanceada.

Para HCl + NaOH (1 : 1): CaVa = CbVb.

Para H₂SO₄ + 2NaOH: moles de NaOH = 2 × moles de H₂SO₄, así que 2CaVa = CbVb.

Antes de la equivalencia (ácido fuerte): [H⁺] = (moles de ácido que sobran) ÷ (volumen total). Después: [OH⁻] = (moles de base en exceso) ÷ (volumen total), y luego pH = 14 − pOH (a 25 °C).

Fórmulas y definiciones clave

Ejemplos resueltos

1. Nombra: (a) HNO₂ (b) K₂SO₄ (c) Fe(OH)₂ (d) NaHCO₃.

(a) ácido nitroso (menos O → -oso). (b) sulfato de potasio (sulfúrico → sulfato). (c) hidróxido de hierro(II). (d) hidrogenocarbonato de sodio, una sal ácida.

2. Escribe la cadena genética del magnesio que termine en cloruro de magnesio.

2Mg + O₂ → 2MgO; MgO + H₂O → Mg(OH)₂; Mg(OH)₂ + 2HCl → MgCl₂ + 2H₂O.

3. 25.0 mL de HCl necesitan 20.0 mL de NaOH 0.100 M. Calcula [HCl].

n(NaOH) = 0.100 × 0.0200 = 0.00200 mol = n(HCl). C = 0.00200 ÷ 0.0250 = 0.0800 M.

4. 20.0 mL de H₂SO₄ se neutralizan con 32.0 mL de NaOH 0.250 M. Calcula [H₂SO₄].

n(NaOH) = 0.250 × 0.0320 = 0.00800 mol. H₂SO₄ : NaOH = 1 : 2, así que n(H₂SO₄) = 0.00400 mol. C = 0.00400 ÷ 0.0200 = 0.200 M.

5. 25.0 mL de HCl 0.100 M. Calcula el pH tras añadir 20.0 mL de NaOH 0.100 M.

Ácido 0.00250 mol, base 0.00200 mol. H⁺ sobrante = 0.000500 mol en 45.0 mL. [H⁺] = 0.000500 ÷ 0.0450 = 0.0111 M. pH = 1.95.

6. Mismo matraz, tras 30.0 mL de NaOH. Calcula el pH.

Base 0.00300 mol, OH⁻ en exceso = 0.000500 mol en 55.0 mL. [OH⁻] = 0.00909 M, pOH = 2.04, pH = 11.96. El pH saltó de unos 2 a 12 en solo 10 mL: la parte empinada de la curva.

Errores comunes

Test de práctica

1. ¿Cuál es un óxido anfótero?
2. La sal del ácido sulfuroso se llama:
3. Al valorar CH₃COOH con NaOH, el mejor indicador es:
4. En el punto de equivalencia de HCl + NaOH a 25 °C, el pH es:
5. Moles de NaOH en 15.0 mL de solución 0.200 M:

Práctica: responde tú mismo

Escribe o elige tu respuesta y pulsa Comprobar. Usa la pista si te atascas; la solución completa aparece después de responder.

Preguntas frecuentes

¿Qué es una valoración o titulación, en palabras simples?

Es añadir gota a gota una solución de concentración conocida a otra, hasta que reaccionan por completo, para poder calcular la concentración desconocida.

¿Cuál es la diferencia entre punto final y punto de equivalencia?

Punto de equivalencia: los moles de ácido y de base coinciden según la ecuación. Punto final: el indicador cambia de color. Un buen indicador hace que sean casi iguales.

¿Cómo se nombran las sales?

Primero va el nombre del anión y luego el del metal: los ácidos -ico dan sales -ato, los ácidos -oso dan sales -ito, y los ácidos -hídrico dan sales -uro.

Dónde se estudia

USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 11Chemical Reactions
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 11Thermochemistry
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 11Acids and Bases
Russia11 классTheoretical foundations of chemistry

Aprende antes

Aprende después

Lecciones relacionadas

Todas las lecciones de Chemistry