El pH es una medida de la concentración real de iones de hidrógeno presente en una solución acuosa, en cualquier equilibrio dinámico. Pero no nos indica nada sobre lo que podríamos llamar la acidez total o la capacidad total de neutralización. Los ácidos débiles, por ejemplo, se denominan “débiles” en relación con la base débil del agua. NO ceden sus protones potenciales en cantidades considerables a las moléculas de agua.
Por ejemplo, en una solución de ácido acético Ml, sólo ligeramente más del O.4%de todas las moléculas del ácido acético estánioizadas en cualquier momento , y el pH es de aproximadamente 2.4. Sin embargo, la concentración de ácido acético es bastante alta, 1mol/litro.
Si ponemos a disposición de las moléculas de ácido acético una base más fuerte que el agua, el porcentaje de ionización puede ser mucho mayor. El ion de hidróxido, por ejemplo, es una base fuerte; de hecho, la más fuerte que puede existir en el agua, y se utiliza para medir la capacidad total de neutralización de una solución que contenga un ácido. Esto se lleva a cabo, midiendo cuidadosamente la cantidad de base (iones OH–) necesaria para reaccionar en la solución con todos los iones de hidrógeno ionizables.
Definimos a un ion de hidrógeno ionizable como aquél que puede ser capturado por un ion de hidróxido para formar agua. El Ion de hidrógeno ionizable puede estar en la forma de un ion hidronio, o puede ser retenido por una molécula no ionizada del ácido débil. Por ejemplo, en el ácido acético,CH3CO2H, hemos señalado que sólo el hidrógeno ligado al oxígeno es ionizable; los ligad os al carbono se encuentran retenidos con demasiada fuerza.
Por supuesto, podemos medir la basicidad total, determinando la cantidad de ácido que se requiere para reaccionar con todos los iones de hidróxido disponibles en la solución. La forma más común para efectuar una medición de este tipo es mediante la titulación.
El procedimiento general se describe, explicando cómo se determina la concentración de la base contenida en una solución desconocida. Por ejemplo, se prepara cuidadosamente una solución de un ácido fuerte digamos el ácido clorhídrico, para que se conozca su concentración con precisión. Siempre que se conoce la concentración de una solución con precisión, se le denomina solución estándar.
Sean cuales sean las operaciones que se usan para conocer con precisión su concentración, se les designa con el verbo “estandarizar”. Ahora se tiene dos buretas llenas, una con la solución problema de la base y la otra con el ácido estándar. Se vacía uno volumen cuidadosamente medido de la primera, dentro de un matraz cónico, se agrega un indicador ( más tarde hablaremos sobre esto) y el ácido estándar se agrega lentamente y se mezcla, hasta que el color del indicador cambie muy levemente.
El indicador se selecciona de tal manera que haga cambiar el color a un valor de pH de la solución de la sal que se está formando durante la titulación. Las soluciones de las sales producidas cuando se titulan ácidos fuertes con bases fuertes, tienen un pH de 7. La fenolftaleína cambia su color a un pH relativamente cercano a este valor y el cambio es tan notable, de incoloro a rosado, que es el indicador que más se utiliza en la titulación de ácidos y bases fuertes.
Cualquier base más fuerte, por ejemplo NH2– (ion de amida), absorberá un protón de una molécula de agua, se neutralizara y dejara en su lugar a un ion de hidróxido:
El punto preciso en el que todos los iones de hidrógeno disponibles del ácido se han titulado, se conoce como punto de equivalencia de la titulación. Por lo general, cuando este punto es muy cercano, el analista agrega el reactivo muy lentamente, gota a gota (o por fracciones de gota), hasta que el indicador sufre su cambio característico de color.
Cuando esto sucede, decimos que se ha llegado al punto final, debido a que ahí concluye la titulación. Sin embargo, sólo si el indicador produce este cambio de color en el pH del punto de equivalencia, corresponderá le punto final al de equivalencia. Suponemos, en nuestro estudio, que se ha seleccionado un indicador de este tipo.