Titulaciones ácido-base no acuosas: errores comunes y cómo evitarlos

Las titulaciones ácido-base no acuosas se utilizan ampliamente en varias industrias, incluida la petroquímica,  y en sectores farmacéuticos. Ya sea que esté determinando el índice de acidez o base (AN o BN) en aceites o grasas, titulando sustancias que son insolubles en agua o cuantificando productos con diferentes grados de acidez o alcalinidad por separado, la titulación ácido-base no acuosa es el método de elección.

Si ya tiene algo de experiencia realizando titulaciones ácido-base no acuosas, puede recordar que hay varios retos a superar en comparación con las titulaciones ácido-base acuosas.

En esta publicación de blog, me gustaría cubrir algunos de los problemas más típicos que podrían surgir durante las titulaciones ácido-base no acuosas y analizar la mejor manera de evitarlos. Un punto importante a tener en cuenta es que no hay una solución única acerca de cómo realizar cualquier titulación ácido-base no acuosa correctamente. El procedimiento correcto depende en gran medida del disolvente y el titulante utilizados.

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• ¿Qué es una titulación ácido-base no acuosa?
• Efectos electrostáticos
• Diafragma bloqueado
• Elección de electrolito y solución de almacenamiento
• Comprobación del electrodo según ASTM D664
• Enjuague y limpieza adecuados.
• Acondicionamiento de la membrana de vidrio
• Mantenimiento de buretas
• Titulación termométrica como alternativa
• Resumen

¿Qué es una titulación ácido-base no acuosa?

Antes de discutir las titulaciones no acuosas, primero hablemos un poco sobre las titulaciones ácido-base acuosas.

Aquí, una muestra se disuelve en agua y, dependiendo de la naturaleza de la muestra (si es ácida o básica), se realiza una titulación utilizando una base acuosa o un ácido acuoso como titulante. Para la indicación, se utiliza un electrodo de pH de vidrio.

En estos casos, se utiliza un disolvente orgánico adecuado para disolver la muestra en lugar de agua. El solvente:

• debe disolver la muestra y no reaccionar con ella
• permite la determinación de componentes en una mezcla
• si es posible, no debe ser tóxico

Los disolventes que se utilizan con más frecuencia incluyen etanol, metanol, isopropanol, tolueno, y ácido acético glacial (o una mezcla de estos). Los tituladores no se preparan con agua sino en solvente. Los titulantes básicos no acuosos de uso frecuente son el hidróxido de potasio en alcohol isopropílico o el hidróxido de sodio en etanol, y un titulante ácido no acuoso común es el ácido perclórico en ácido acético glacial.

Debido a la naturaleza de los solventes no acuosos, normalmente son malos conductores y no amortiguan bien. Esto hace que la indicación sea un poco desafiante porque el electrodo debe ser adecuado para este tipo de muestras. Por lo tanto, Metrohm ofrece el Solvotrodo que se ha desarrollado específicamente para titulaciones no acuosas.

En las siguientes secciones discutiré la errores mas comunes al realizar titulaciones ácido-base no acuosas potenciométricas y como puedes evitarlos.

Efectos electrostáticos

La influencia de los efectos electrostáticos durante el análisis normalmente es insignificante. Sin embargo, tal vez alguna vez haya visto una curva como la que se muestra a continuación, que parece relativamente normal hasta que de repente se produce un pico.

Esto es entonces una indicación de un efecto electrostático. Sin embargo, ¿de dónde viene y cómo podemos superar esto?

La carga electrostática se puede generar a partir de muchas fuentes, como la fricción. Por ejemplo, al caminar sobre una superficie generarás una carga electrostática que se almacenará en tu cuerpo. Probablemente haya tocado el pomo de la puerta después de caminar en calcetines por un espacio alfombrado y recibió una pequeña descarga eléctrica: esta es la descarga de la carga electrostática acumulada. Si ahora asumimos que está cargado electrostáticamente y luego se acerca a un electrodo que está midiendo actualmente (en uso), esto resultará en un pico (Figura 1). Por lo tanto, es esencial asegurarse de que esté correctamente descargado o de que no se acerque al electrodo durante la medición. Puedes evitar este problema usando la ropa adecuada. La ropa y los zapatos ESD (descarga electrostática) se recomiendan principalmente cuando se realizan titulaciones no acuosas.

Elección de electrolito y solución de almacenamiento

Recomendamos dos tipos de electrolitos para titulaciones no acuosas.

Para titulaciones con tituladores alcalinos: bromuro de tetraetilamonio c(TEABr) = 0,4 mol/L en etilenglicol

Para titulaciones con tituladores ácidos: cloruro de litio c(LiCl) = 2 mol/L en etanol

Asegúrese de almacenar el electrodo en el mismo electrolito con el que está lleno.

Comprobación del electrodo según ASTM D664

Para comprobar si el Solvotrode todavía está en buenas condiciones de funcionamiento, realice una prueba de acuerdo con ASTM D664 utilizando soluciones buffer acuosas de pH 4 y 7. El procedimiento es el siguiente:

• Mida el potencial del buffer pH 4.0 mientras agita y anote el valor después de 1 minuto
• Retire el electrodo y enjuáguelo bien con agua desionizada.
• Mida el potencial del buffer pH 7.0 mientras agita y anote el valor después de 1 minuto
• Calcule la diferencia de mV entre la lectura de los buffers 4.0 y 7.0
• La diferencia debe ser superior a 162 mV (20–25 °C) para indicar un electrodo en buen estado

Si la diferencia de potencial medida es inferior a 162 mV, el electrodo requiere mantenimiento. Levante el manguito flexible del diafragma de la junta esmerilada para que salga un poco de electrolito. Repita la medición de acuerdo con los pasos anteriores. Si el valor sigue siendo inferior a 162 mV, limpie el electrodo o reemplácelo.

Enjuague y limpieza adecuados.

Acondicionar correctamente la membrana de vidrio

Esto se puede establecer con un paso de acondicionamiento de la membrana de vidrio para reconstruir la capa de hidratación. Sin embargo, si el solvente puede eliminar la capa de hidratación más rápido de lo que se necesita para realizar una titulación, esto puede conducir a puntos de equivalencia fantasma. Por lo tanto, el electrodo debe estar completamente deshidratado y mantenerse así para todas las titulaciones posteriores.

Mantenimiento de buretas

No es solo el electrodo el que necesita atención especial al realizar titulaciones no acuosas, sino también la bureta eléctrica. Se requiere un mantenimiento especial ya que los tituladores alcalinos no acuosos son especialmente agresivos y tienden a cristalizar, por lo que es probable que se produzcan fugas en la bureta.

La bureta debe recibir un mantenimiento regular de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Metrohm recomienda el siguiente procedimiento:

• Para pausas de titulación más cortas, se recomienda volver a llenar el cilindro con titulante (especialmente con OMNIS)
• Limpie la bureta con agua desionizada al final del día.
• Lubrique la unidad de cilindro en el tubo de centrado y en el disco del cilindro

Consulte también el manual correspondiente de la bureta. Allí se mencionan los puntos más importantes que conducirán a una vida útil más larga de la bureta.

Titulación termométrica como alternativa

Una alternativa al uso de la titulación ácido-base no acuosa potenciométrica es la titulación termométrica (TET), según la muestra y el analito a medir. La titulación termométrica monitorea la endotérmico o exotérmico reacción de una muestra con el titulador utilizando un termistor muy sensible.

El beneficio de TET sobre la titulación potenciométrica es claramente el sensor libre de mantenimiento que no requiere ningún acondicionamiento ni recarga de electrolitos. Puede encontrar más información sobre la titulación termométrica en nuestras publicaciones de blog anteriores a continuación.
 

Titulación termométrica: la pieza que falta en el rompecabezas

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Resumen

Esperamos que este artículo le haya brindado información sobre los principales problemas encontrados durante las titulaciones no acuosas. En primer lugar, asegúrese de eliminar todas las influencias electrostáticas. Esto ahorrará una cantidad significativa de resolución de problemas. Luego prepare y trate su electrodo correctamente antes, durante y después de la titulación. ¡Asegúrese de acondicionar el electrodo justo antes de su primera medición!

De especial importancia aquí es el solvente que planea usar. Si es un solvente polar, el electrodo debe acondicionarse en agua desionizada. Si se utilizan disolventes no polares como el anhídrido acético, primero se debe deshidratar el electrodo. Entre mediciones, el electrodo debe limpiarse con un solvente adecuado y el diafragma debe abrirse de vez en cuando.

Por último, pero no menos importante, cuida tu bureta. Manténgalo regularmente y reemplácelo cuando sea necesario. Con este consejo, ¡realizar titulaciones no acuosas debería ser pan comido!

Tus conocimientos para llevar

Titulación no acuosa de ácidos y bases con indicación de punto final potenciométrica