Verificación de un limpiador que se declara ácido acético
Una empresa de limpieza vende un producto cuyo principio activo se declara como ácido acético. Para verificarlo, se pesan 0,150 g de producto y se disuelven en agua hasta 50,0 mL. Se valora con NaOH 0,100 M, gastándose 24,60 mL hasta el punto de equivalencia. Durante la valoración se mide también el pH: en el punto de semiequivalencia, el pH es 4,76. El producto contiene solo ácido acético y aditivos neutros. La bureta tiene una precisión de ±0,05 mL y la balanza de ±0,001 g; el pH-metro está calibrado. El responsable de calidad debe decidir si el lote cumple la especificación de pureza mínima del 97,0 % en masa de ácido acético y qué indicador usar para futuras valoraciones. Datos: Ka del ácido acético = 1,8×10^-5; masas molares: H=1,0; C=12,0; O=16,0; volumen inicial exacto 50,0 mL.
1. Calcula la masa molar aparente del ácido y la pureza del lote; decide si cumple la especificación.
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Moles de NaOH: 0,100 mol/L × 0,02460 L = 2,460×10^-3 mol. Como el ácido es monoprótico, moles de ácido = 2,460×10^-3 mol. Masa molar aparente = 0,150 g / 2,460×10^-3 mol = 60,98 g/mol. La masa molar del ácido acético puro es 60,05 g/mol, por lo que la muestra es coherente con ácido acético. Pureza = (2,460×10^-3 mol × 60,05 g/mol) / 0,150 g × 100 = 98,5 %. Cumple la especificación ≥97,0 %.
2. Utiliza el pH de semiequivalencia para estimar la Ka y valora si es compatible con el ácido acético.
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En el punto de semiequivalencia, [HA] ≈ [A-], y la ecuación de Henderson-Hasselbalch da pH = pKa. Por tanto, pKa = 4,76 y Ka = 10^-4,76 = 1,74×10^-5, compatible con 1,8×10^-5. La pequeña diferencia entra dentro de la incertidumbre de la medida de pH y de la valoración; no invalida la identificación.
3. Elige un indicador adecuado para la valoración y justifica la elección con el pH en la equivalencia.
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En la equivalencia todo el ácido se ha convertido en acetato, que es una base débil. Volumen total = 50,0 + 24,60 = 74,60 mL; [acetato] = 2,460×10^-3 mol / 0,07460 L = 0,0330 M. Kb = Kw/Ka = 1,0×10^-14 / 1,8×10^-5 = 5,6×10^-10. [OH-] ≈ sqrt(Kb × C) = sqrt(5,6×10^-10 × 0,0330) = 4,3×10^-6 M; pOH = 5,37; pH = 8,63. El indicador debe cambiar en zona básica: fenolftaleína (8,2-10,0). Naranja de metilo (3,1-4,4) cambiaría mucho antes de la equivalencia.