- Para bases:
$\ce{HCl_{(aq)}}$, más habitual, ó $\ce{H2SO4_{(aq)}}$ diluidos. Ha de tenerse en cuenta que el $\ce{HCl_{(aq)}}$ es más volátil que el $\ce{H2SO4_{(aq)}}$.
Para preparar una solución valorante tiene que evaluarse si la sustancia valorante es patrón primario o no. Si no lo fuera ha de estandarizarse.
$ \ce{HCl -> HCl_{(aq)}} \; [\, ? \,] \leftarrow \! \begin{array}[t]{l} \smash{\text{estandarización con un patrón primario $\Rightarrow$ obtención}} \\ \smash{\text{indirecta.}} \end{array} $
También se puede obtener $\ce{HCl_{(aq)}}$ de concentración exactamente conocida a partir de destilaciones del azeótropo formado entre el $\ce{HCl}$ y el agua.
Obtención de solución patrón de $\ce{HCl_{(aq)}}$:
1º. Se prepara una solución $\pu{0,1 N}$ de $\ce{HCl_{(aq)}}$ a partir de $\ce{HCl_{(c)}}$:
$\pu{12 N} \longrightarrow \; \sim \pu{0,1 N}$
2º. Estandarización:
$\ast$ Utilizando como patrón primario $\ce{Na2CO3}$:
1. Se trata térmicamente el sólido para eliminar bicarbonato a $270 \smash{\text{-}} \pu{300 ºC}$:
$ \def\rarrow#1#2{ \, \overset{#1}{ \underset{\smash{#2}}{ \Rule{0pt}{0.3em}{0pt} \smash{ \xrightarrow[\hspace{8px}\hphantom{#2}\hspace{8px}]{\hspace{8px}\hphantom{#1}\hspace{8px}} } } } \, } \ce{2NaHCO3 \rarrow{Q}{1 \smash{\text{-}} \, \pu{2h}} Na2CO3 + H2O + CO2} $
2. Se pesa exactamente una masa dentro de un erlenmeyer. El volumen de disolvente no es importante.
3. Se añade indicador. El más adecuado es el rojo de metilo.
4. Se valora con la solución de $\ce{HCl}$ a estandarizar. Para resaltar el salto, y que el error de indicador sea menor, se hierve justo al llegar al viraje (cuando empieza a virar). Esto elimina el ácido carbónico en forma de dióxido de carbono, quedando la pequeña cantidad de bicarbonato que aún no había sido valorada, de tal forma que el $\ce{pH}$ se alcaliniza virando el indicador hacia atrás. Seguidamente se sigue valorando. Un par de veces puede repetirse el proceso de hervir para luego seguir. Esto mejora la exactitud.
$\ast$ Utilizando como patrón primario bórax ($\ce{Na2B4O7.10H2O}$) recristalizado a $\pu{55 ºC}$.
Bórax $\ce{\rarrow{\large \ce{H2O}}{}} \left\{ \begin{array}{l} \ce{2 H3BO3} \\ \ce{2 H2BO3-} \end{array} \right.$
Durante la estandarización:
$\ce{H2BO3- + H+ -> H3BO3}$
El indicador más adecuado es rojo de metilo.
$\ast$ Utilizando $\ce{H2NC(CH2OH)3}$ (tris(hidroximetil)aminometano):
$\ce{pKb} \approx 6$
Indicador adecuado rojo de metilo.
$\ast$ Utilizando $\ce{HgO}$:
Se añade $\ce{KI}$ en exceso para favorecer la solubilización del $\ce{HgO}$ poco soluble:
$\ce{HgO + 4KI + H2O -> K2HgI4 + 2KOH}$
Al ser una valoración de protolito fuerte puede utilizarse fenolftaleína (y prácticamente todos los indicadores).
- Para ácidos:
Típicamente se emplea $\ce{NaOH_{(aq)}}$. Obtención:
1º. Se prepara una solución de $\ce{NaOH} \sim \pu{0,1 N}$. El mayor problema es la absorción de $\ce{CO2}$ y la consecuente formación de carbonato. Diferentes maneras:
$\ast$ A partir del sólido preparación de una solución concentrada $\pu{50\%}$ ($\ce{p/v}$), en ella el carbonato de sodio es poco soluble, y:
$\bullet$ Decantación.
$\bullet$ Dilución.
$\ast$ Lavado $\ce{NaOH}$.
$\bullet \; {\times} 10$ (cantidad de sólido necesaria, $\sim \pu{4 g/l}$) $\rightarrow \pu{40 g}$
$\bullet$ lavar $\rightarrow$ vol. $\ce{H2O} \; 20$-$\pu{25 ml} \, \times 2$ ó $3$.
$\bullet$ diluir a $\pu{100 ml}$.
$\bullet$ pre-evaluar $\rightarrow \pu{2 M}$ aprox.
$\bullet$ diluir $\ce{50 ml}$ a $\ce{1 l}$.
$\ast$ Electrólisis de una solución de $\ce{NaCl}$ saturada:
$ \begin{array}{l} \smash{\text{cátodo }} \ce{Hg} \\ \smash{\text{ánodo }} \ce{Pt} \end{array} \Rightarrow $ amalgama de $\ce{Na}$
Descomposición de $\ce{Hg.Na}$:
$ \ce{Hg.Na \rarrow{\large\ce{H2O}}{ \lower 1ex \substack{ 12{{\text{-}}}\pu{18h} \\[-1ex] \pu{75\%} } } NaOH_{(aq)}} $
$\ast$ Intercambio iónico:
Utilizando resinas intercambiadoras, normalmente aniónicas, que permiten retirar los carbonatos.
2º. Estandarización:
$\ast$ Utilizando un patrón secundario como el $\ce{HCl_{(aq)}}$ previamente estandarizado.
$\ast$ Con un patrón primario:
$\bullet$ Hidrogenoftalato de potasio, $\ce{pKa2} \sim 5$.
El sólido se seca durante $2$ horas a $100$-$\pu{110 ºC}$. Se utiliza como indicador fenolftaleína (F).
$\bullet$ Ácido benzoico, $\ce{pKa} \sim 4$, indicador F.
$\bullet$ Ácido oxálico ($\ce{H2C2O4.2H2O}$), $\ce{pKa}_{\scriptscriptstyle 1,2} \sim 1{,}3\mathbin{/}4{,}3$, indicador F.
$\bullet$ Yodato de hidrógeno y potasio ($\ce{KH(IO3)2}$), ácido fuerte, indicador F.
El $\ce{NaOH_{(aq)}}$ no es conveniente guardarlo en vidrio ya que ataca los silicatos.