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Aplicaciones de las reacciones ácido-base: titulación e indicadores de pH

📄 teoria quimica 🎓 otro · 3° TELESECUNDARIA México 🇲🇽 MX 🗣 Español
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Página 283 de Colección Nanahuatzin. Saberes y pensamiento científico.   Libro de Educación Telesecundaria Grado 3°  Ciclo Escolar 2025 - 2026
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Titulación: valorar ácido con base conocida hasta cambio de color del indicador. Ejemplo: M ácido = 0.100 M. Para pH 2 vs pH 13: fenolftaleína o indicador universal.

📚 theory quimica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 5 min lectura

Solución — Página 283

Colección Nanahuatzin. Saberes y pensamiento científico. Libro de Educación Telesecundaria Grado 3° Ciclo Escolar 2025 - 2026

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Ejercicio 1

Explica qué es la titulación (valoración) y cómo se lleva a cabo.

  1. Es un método de análisis químico cuyo objetivo es determinar la concentración de un ácido presente en una disolución.
  2. Se coloca el ácido de未知 concentración en el matraz y una base de concentración conocida en la bureta, con un indicador químico en el matraz.
  3. Se agrega la base gota a gota al ácido: la neutralización hace que el pH aumente poco a poco.
  4. La titulación termina cuando el indicador cambia de color, señalando que todo el ácido se neutralizó (punto de equivalencia).
Respuesta

La titulación consiste en valorar ácido con base de concentración conocida hasta que el indicador cambia de color, lo que permite calcular la concentración del ácido.

2
Ejercicio 2

A partir del volumen de base gastado, calcula la concentración del ácido en una titulación donde se usaron 25.0 mL de NaOH 0.100 M para neutralizar el ácido de un matraz (suponiendo monoprotico, relación 1:1).

  1. Moles de base utilizados: n_{\text{base}} = M_{\text{base}} \times V_{\text{base}} = 0.100 \, \text{M} \times 0.0250 \, \text{L} = 2.50 \times 10^{-3} \, \text{mol}.
  2. Por estequiometría 1:1, moles de ácido: n_{\text{ácido}} = 2.50 \times 10^{-3} \, \text{mol}.
  3. Si la muestra de ácido era de 25.0 mL: M_{\text{ácido}} = \frac{n}{V} = \frac{2.50 \times 10^{-3} \, \text{mol}}{0.0250 \, \text{L}} = 0.100 \, \text{M}.
Respuesta

M_{\text{ácido}} = 0.100 \, \text{M}.

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Ejercicio 3

Interpreta la tabla de indicadores: ¿qué indicador usarías para distinguir un ácido fuerte (pH ≈ 2) de una base fuerte (pH ≈ 13)?

  1. El azul de bromotimol es amarillo por debajo de pH ≈ 6 y azul por encima de pH ≈ 7.6: distingue claramente ambos extremos.
  2. El anaranjado de metilo es rojo a pH ≤ 3.1 y amarillo por encima: sirve para identificar el ácido fuerte.
  3. La fenolftaleína es incolora en medio ácido y rosa/magenta en medio básico (pH > 8.2): ideal para detectar la base fuerte.
  4. El indicador universal cambia a través de toda la gama de colores, lo que permite estimar el pH aproximado de cualquier muestra.
Respuesta

Se puede usar fenolftaleína (incolora en ácido, rosa en base) o indicador universal para distinguir un pH ≈ 2 de un pH ≈ 13.

Contenido de la página

Aplicaciones de las reacciones ácido-base

El aprovechamiento de las reacciones de neutralización entre ácidos y bases permite que haya diversos productos que benefician actividades de la vida cotidiana, ya sea a nivel biológico o casero.

Otras aplicaciones más específicas de las reacciones ácido-base ocurren en los laboratorios, en donde se hacen decenas de análisis para determinar concentraciones de solutos en disoluciones o para identificar sustancias desconocidas.

Titulación o valoración

Existe un método de análisis químico llamado titulación o valoración, cuyo objetivo es determinar la concentración de un ácido en una disolución a partir de su reacción con una base que funciona como indicador químico (sustancia que cambia de color cuando la neutralización se ha completado).

El análisis consiste en agregar cantidades conocidas de la base (que se encuentra en la bureta) al ácido (que está en el matraz), esto ocasiona que el pH aumente poco a poco hasta que se neutralice todo el ácido y la titulación acaba cuando el indicador cambia de color. El ejemplo de la imagen de arriba finalizó cuando la disolución en el matraz cambió de incolora a rosa.

Tabla de indicadores y rangos de pH

Indicador Rango aproximado de cambio de color
Azul de bromotimol Amarillo (ácido) → azul (base), cambio ~ pH 6–7.6
Azul de timol Rojo → amarillo → azul
Anaranjado de metilo Rojo (pH ≤ 3.1) → amarillo
Indicador universal Cambio continuo a través de toda la escala (rojo → verde → azul → violeta)
Verde de bromocresol Amarillo → azul-verde
Fenolftaleína Incolora (ácido/neutro) → rosa/magenta (pH > 8.2)
Extracto de col morada Rojo (ácido) → amarillo (base)
Extracto de pétalos de rosas Rosa → verde → amarillo

La escala de pH va de 1 (ácido fuerte) a 7 (neutro) hasta 14 (base fuerte).

Ejemplos resueltos

En una titulación se usaron 25.0 mL de NaOH 0.100 M para neutralizar por completo una muestra de 25.0 mL de un ácido monoprotico. ¿Cuál es la concentración del ácido?

  1. Moles de base: n = 0.100 \times 0.0250 = 2.50 \times 10^{-3} mol.
  2. Relación 1:1 → n_{\text{ácido}} = 2.50 \times 10^{-3} mol.
  3. M = \frac{2.50 \times 10^{-3}}{0.0250} = 0.100 M.

Tabla

Indicador Color en medio ácido Color en medio básico
Azul de bromotimol Amarillo Azul
Azul de timol Rojo Azul
Anaranjado de metilo Rojo Amarillo
Indicador universal Rojo Violeta
Verde de bromocresol Amarillo Azul-verde
Fenolftaleína Incolora Rosa/magenta
Extracto de col morada Rojo Amarillo
Extracto de pétalos de rosas Rosa Verde/amarillo

Diagrama

flowchart TD
    A[Ácido en el matraz + indicador] --> B[Se agrega base desde la bureta]
    B --> C[El pH aumenta poco a poco]
    C --> D{¿Cambia de color el indicador?}
    D -- No --> B
    D -- Sí --> E[Punto de equivalencia: fin de la titulación]
    E --> F[Calcular concentración del ácido]

Fórmulas y ecuaciones

Concentración molar: M = n / V

Moles = molaridad × volumen en litros

M_{\text{ácido}} = \frac{n_{\text{ácido}}}{V_{\text{ácido}}}

n_{@@MATH_0@@\text{base}} \times V_{\text{base}}

n_{@@MATH_0@@\text{base}} \, (\text{relación 1:1})

Glosario (6)

Titulación (valoración)
Método de análisis químico para determinar la concentración de una sustancia en una disolución mediante la adición gradual de cantidades conocidas de otra sustancia hasta completar la reacción.
Indicador químico
Sustancia que cambia de color al variar el pH, señalando el punto en que una neutralización se ha completado.
Bureta
Instrumento de laboratorio graduado que permite agregar volúmenes conocidos de líquido con precisión, usado para alojar la base en una titulación.
Matraz
Recipiente de vidrio que contiene la disolución del ácido durante la titulación.
Neutralización
Reacción química entre un ácido y una base que produce una sal y agua.
Punto de equivalencia
Momento de la titulación en que el ácido y la base se han neutralizado por completo, detectado por el cambio de color del indicador.

Preguntas para practicar

¿Por qué en la titulación el pH aumenta poco a poco a medida que se agrega la base?

Porque cada porción de base añadida neutraliza una parte del ácido presente, disminuyendo su concentración y desplazando el equilibrio hacia un pH mayor, de forma gradual hasta que todo el ácido ha reaccionado.

¿Qué le ocurriría a la titulación si se olvida agregar el indicador químico?

No habría ninguna señal visual del punto de equivalencia, por lo que no se sabría cuándo detener la adición de base y la medición de la concentración sería inexacta o imposible.

¿Qué aplicaciones de las reacciones de neutralización puedes observar en tu vida cotidiana?

Ejemplos: uso de antiácidos para neutralizar el exceso de ácido del estómago, la limpieza con productos alcalinos que neutralizan manchas ácidas, o la preparación de alimentos con vinagre (ácido) y bicarbonato (base).

Temas y conceptos clave

Aplicaciones de las reacciones de neutralizaciónTitulación o valoración ácido-baseIndicadores químicos y escala de pHneutralizacióntitulaciónvaloraciónindicador químicoburetamatrazpunto de equivalenciapH
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Figuras de la página (2)

Tres fotografías de estudiantes realizando titulaciones en laboratorio escolar con buretas, matrices y soportes; en la última la disolución del matraz cambió de incolora a rosa.
Figura 1 image
Tabla gráfica de indicadores de pH (azul de bromotimol, azul de timol, anaranjado de metilo, indicador universal, verde de bromocresol, fenolftaleína, extracto de col morada, extracto de pétalos de rosas) mostrando los colores en una escala de pH del 1 al 14.
Figura 2 image

Preguntas que la gente también hace

¿Qué es la titulación en química y para qué sirve?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Cómo funciona un indicador químico en una neutralización?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Qué diferencia hay entre un indicador universal y la fenolftaleína?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
📌 Antes de leer esto
  • • Concepto de ácido y base
  • • Escala de pH
  • • Estequiometría básica de neutralización
  • • Unidades de concentración (molaridad)
Siguiente tema sugerido
Cálculo estequiométrico de neutralizaciones y curvas de valoración
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El aprovechamiento de las reacciones de neutralización entre ácidos y bases permite que haya diversos productos que benefi cian actividades de la vida cotidiana,ya sea a nivel biológico o casero.

Otras aplicaciones más específicas de las reacciones ácido-base ocurren en los laboratorios, en donde se hacen decenas de análisis para determinar concentraciones de solutos en disoluciones o para identificar sustancias desconocidas.

Existe un método de análisis químico llamado titulación o valoración, cuyo objetivo es determinar la concentración de un ácido en una disolución a partir de su reacción con una base que funciona como indicador químico (sustancia que cambia de color cuando la neutralización se ha completado). El análisis consiste en agregar cantidades conocidas de la base (que se encuentra en la bureta) al ácido (que está en el matraz), esto ocasiona que el pH aumente poco a poco hasta que se neutralice todo el ácido y la titulación acaba cuando el indicador cambia de color. El ejemplo de la imagen de arriba finalizó cuando la disolución en el matraz cambió de incolora a rosa.

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