Dosificación

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Definición: Determinación de la concentración molar de una especie química (molécula o ión) en una solución determinada.

Los ensayos son una técnica de análisis común en química, pero también en biología, especialmente para el análisis químico de sangre: determinación de colesterol, productos de dopaje, etc. (→ dosis biológica).

1. Métodos de dosificación

Hay dos tipos de dosis:

1.1. Ensayos no destructivos

No involucran reacciones químicas. El principio de este tipo de ensayo se basa en la variación de cantidades físicas, cuyo valor depende únicamente de la concentración de la especie en solución: variación del índice de refracción, variación de la absorbancia (cantidad que mide la capacidad de ‘un líquido para absorber la radiación de luz de longitud de onda λ), variación en la conductancia GRAMO.

Los ensayos no destructivos más comunes son los ensayos por calibración, es decir, los ensayos que utilizan las denominadas soluciones estándar que contienen las especies químicas que se van a ensayar en diversas concentraciones conocidas; las soluciones estándar permiten así rastrear un curva de calibración a partir de la cual se determina la concentración desconocida deseada.

1.2. Ensayos destructivos (o directos)

Implican una reacción química. Este tipo de ensayo se denomina entonces titulaciones. La especie química cuya concentración queremos determinar se llama reactivo titulado ; está contenido en la solución de titulación en la que se vierte una solución de titulación que contiene un reactivo de titulación. Desde un punto de vista experimental, el dispositivo más simple para una titulación consiste en un vaso de precipitados que contiene la solución a valorar, un agitador magnético y una bureta graduada que contiene la solución de titulación.

La elección de las soluciones utilizadas para las valoraciones está determinada por las siguientes condiciones:

• la reacción debe ser inequívoca: los dos reactivos deben reaccionar según una única reacción;

• la reacción debe ser completa: uno de los dos reactivos debe desaparecer por completo;

• el final de la reacción debe estar marcado por un cambio brusco en una propiedad física observable;

• la reacción debe ser rápida (de unos pocos segundos a unos minutos).

À l’équivalence (moment où l’espèce chimique à titrer et l’espèce titrante ont été mélangées dans des proportions stœchiométriques), connaissant les volumes mis en jeu et la concentration de l’une des solutions, il est aisé de déterminer la concentration desconocida.

2. Ejemplos comunes de dosis

2.1. Titulaciones ácido-base

Los ensayos más comunes son las valoraciones ácido-base, cuyo principio es el siguiente:

– hay una solución que contiene un ácido de concentración desconocida;

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– Se añade gota a gota una solución de una base de concentración conocida: tiene lugar una reacción de neutralización entre el ácido de la primera solución y la base de la solución añadida;

– El pH de la solución estudiada se mide en cada adición;

– cuando el pH se vuelve neutro, la base ha consumido todo el ácido;

– Sabiendo qué cantidad de base se ha vertido para obtener la neutralización, se deduce de ella la concentración de ácido de la solución inicial.

Asimismo, para determinar la concentración de base de una solución, se agregará una solución ácida de concentración conocida.

En la práctica, se estudia la variación del pH de la solución a valorar en función del volumen de solución vertida, lo que permite trazar la curva de valoración. La equivalencia ácido-base corresponde al volumen de la base (o ácido) que es necesario agregar para consumir todo el ácido (o de la base). Este punto se caracteriza por un cambio repentino en el pH (llamado «PH salto»); se determina experimentalmente utilizando un medidor de pH o un indicador de color.

Es posible analizar un ácido fuerte con una base fuerte (o al revés), un ácido débil con una base débil (o al revés), un ácido débil con una base fuerte o incluso una base débil con un ácido fuerte. Dependiendo del caso, las ecuaciones que gobiernan la evolución del pH son diferentes. También es posible analizar una solución que contiene un poliácido (ácido que tiene varias acidez, por ejemplo, ácido fosfórico H3correos4). En cada uno de estos casos, la forma de la curva de titulación es diferente; en particular, en el caso del ensayo de un poliácido por una base fuerte, la curva muestra varios saltos a diferentes valores de pH.

2.2. Titulación complexométrica

Las valoraciones complexométricas son ensayos basados ​​en la formación de complejos (edificios químicos generalmente formados por la asociación de un ión metálico con otros iones o moléculas llamados ligandos o ligandos). En el caso de una titulación complexométrica, el pH de la solución también se puede medir: las reacciones de complejación son reacciones ácido-base en el sentido de Lewis (según Lewis, un ácido es un compuesto capaz de aceptar un doblete de electrones y una base un compuesto capaz de donar un doblete de electrones).

Además, la propiedad estudiada puede ser la coloración de la solución (por un método espectroscópico) o la susceptibilidad magnética de la solución; de hecho, estas dos propiedades varían de manera muy significativa entre el momento en que el ion metálico está en estado libre y en el estado complejado.

2.3. Titulaciones de precipitación

Las valoraciones por precipitación se basan en la solubilidad del producto de la reacción de valoración: cuando la concentración del producto supera el umbral de solubilidad, se forma un precipitado. Esto se detecta a simple vista.

Por ejemplo, al valorar una solución incolora de nitrato de plomo Pb (NO3)2 con una solución incolora de yoduro de potasio (KI), un precipitado amarillo de yoduro de plomo (PbI2).

2.4. Titulaciones redox (o titulaciones redox)

Las valoraciones redox (o redox) son ensayos en los que la reacción de soporte es una reacción de oxidación-reducción. El principio de una titulación redox se basa en mediciones electroquímicas. En particular, la propiedad estudiada es a menudo la conductividad eléctrica de la solución que depende del grado de avance de la reacción de oxidación-reducción.

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