¿Qué es el punto de equivalencia?

El punto de equivalencia es el punto en una titulación química, es decir, un proceso de determinación de 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 lo denomina punto estequiométrico. El punto de equivalencia se puede determinar de varias formas diferentes utilizando signos como indicadores de pH, cambio de color, conductividad o precipitación. La concentración de un reactivo dado se puede deducir valorando una sustancia conocida en la muestra de reactivo y encontrando el punto de equivalencia de la reacción.

En la configuración de titulación, se llena una pieza larga y cilíndrica de cristalería conocida como bureta hasta una marca calibrada con un volumen específico del titulante o solución que se va a valorar. A continuación se configura un volumen específico del analito, o solución en la que goteará el valorante. Se conoce la concentración del valorante, mientras que se desconoce la concentración del analito. Gradualmente, la bureta se vacía en la solución de analito hasta que se produce el cambio esperado en el analito, lo que indica el punto de equivalencia. En el punto de equivalencia, la cantidad de titulante añadida ha reaccionado completamente con el reactivo en el analito y ahora se puede determinar la concentración de la solución del analito.

En las valoraciones ácido-base, en las que un ácido se convierte en una base o viceversa, a menudo se añade un compuesto indicador de pH a la solución del 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 que se vuelve rosa brillante a un pH alto. El punto de equivalencia en una titulación ácido-base que involucre fenolftaleína sería señalado por 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 titulación 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 colores diferentes. También es posible que la reacción de titulación provoque la formación de un precipitado o un 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.