¿Qué es el punto de equivalencia?
El punto de equivalencia es el punto en una titulación química, es decir, un proceso para determinar la concentración de una sustancia disuelta a través de una reacción inducida, en el que la cantidad de la sustancia que se titula es lo suficientemente grande como para reaccionar completamente con la muestra. A veces también se le conoce como el punto estequiométrico. El punto de equivalencia se puede determinar de diferentes maneras utilizando signos como indicadores de pH, cambio de color, conductividad o precipitación. La concentración de un reactivo dado puede deducirse titulando una sustancia conocida en la muestra de reactivo y encontrando el punto de equivalencia de la reacción.
En la configuración de la titulación, una pieza de vidrio larga y cilíndrica conocida como bureta se llena hasta una marca calibrada con un volumen específico del titulador, o la solución a valorar. A continuación se configura un volumen específico del analito, o solución en la que goteará el valorante. La concentración del titulador es conocida, mientras que la concentración del analito es desconocida. Gradualmente, la bureta se vacía en la solución de analito hasta que ocurra el cambio esperado en el analito, señalando el punto de equivalencia. En el punto de equivalencia, la cantidad de titulante agregado ha reaccionado completamente con el reactivo en el analito, y ahora se puede determinar la concentración de la solución de analito.
En las valoraciones ácido-base, donde un ácido se titula en una base o viceversa, a menudo se agrega un compuesto indicador de pH a la solución de analito para que el punto de equivalencia se pueda determinar visualmente. La fenolftaleína es un indicador de pH de uso común que es incoloro a niveles bajos de pH pero se vuelve rosa brillante a un pH alto. El punto de equivalencia en una titulación ácido-base que involucra fenolftaleína se señalizaría mediante un cambio rápido del color a rosa. Se utilizan diferentes indicadores de pH para indicar cambios en diferentes rangos de pH según sea necesario.
A veces, el color del analito cambiará durante la valoración sin el uso de un indicador. Los puntos de equivalencia de las reacciones de oxidación-reducción (redox) se pueden determinar de esta manera, ya que los estados de oxidación del producto y el reactivo producen diferentes colores. También es posible que la reacción de titulación provoque la formación de un precipitado o sólido. Por lo tanto, la precipitación puede usarse como un indicador de punto de equivalencia, aunque el punto exacto de precipitación puede ser difícil de determinar.
Otros métodos que pueden usarse para determinar el punto de equivalencia incluyen medir la conductividad de la solución, medir directamente el pH a través de un medidor de pH y medir la tasa de cambio de temperatura. Este último proceso se conoce como titrimetría termométrica. La titrimetría termométrica aprovecha el hecho de que la reacción química entre el valorante y el analito será exotérmica, liberando calor, o endotérmica, absorbiendo calor. Dependiendo de la naturaleza de la reacción, la temperatura aumentará o disminuirá. La velocidad máxima de cambio de temperatura en la reacción es el punto de equivalencia.