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El ácido bórico ($H_3BO_3$) es un ácido muy débil, lo que hace que su cuantificación directa mediante una titulación con una base fuerte sea imprecisa y difícil de llevar a cabo. El punto final de la titulación no se puede detectar claramente debido a que el cambio de pH es muy gradual.
Para superar este desafío, esta práctica emplea un método ingenioso: la adición de un polialcohol, como el glicerol. El glicerol reacciona con el ácido bórico para formar un complejo boro-glicerol. Este nuevo complejo es un ácido significativamente más fuerte que el ácido bórico original, lo que permite una titulación precisa con una base fuerte estandarizada como el hidróxido de sodio (NaOH). El objetivo de esta práctica es, por lo tanto, determinar la concentración de una muestra de ácido bórico mediante una titulación ácido-base indirecta.
Marco Teórico
El ácido bórico es un ácido de Lewis que en solución acuosa no libera un protón ($H^+$), sino que acepta un ion hidroxilo ($OH^−$) del agua, liberando así un protón.
$$B(OH)_3 + H_2O \rightleftharpoons [B(OH)_4]^- + H^+$$
Debido a su naturaleza de ácido débil ($pKa \approx 9.24$), la titulación directa con NaOH no produce un salto de pH nítido en el punto de equivalencia. Para solucionar esto, se añade glicerol (propano-1,2,3-triol). El glicerol, al ser un poliol, reacciona con el ion borato para formar un complejo quelato (ácido glicerobórico), que es un ácido mucho más fuerte. La reacción de complejación es la siguiente:
$$2 \ C_3H_8O_3 + H_3BO_3 \rightarrow [B(C_3H_6O_3)_2]^- + H^+ + 3 \ H_2O$$
Este nuevo ácido formado sí puede ser titulado de forma precisa con hidróxido de sodio. La reacción de neutralización que se lleva a cabo durante la titulación es:
$$H^+ + NaOH \rightarrow Na^+ + H_2O$$
La estequiometría de la reacción global entre el ácido bórico y el NaOH, en presencia de glicerol, es 1:1. Se utilizará fenolftaleína como indicador, cuyo viraje de incoloro a rosa en un rango de pH de 8.2 a 10.0 permite detectar el punto final de esta titulación de manera efectiva.
Materiales y Montaje
- 1 matraz aforado de 100 mL
- 1 pipeta volumétrica (del volumen que se vaya a titular, ej. 25 mL)
- 1 matraz Erlenmeyer de 250 mL
- 1 bureta de 50 mL
- 1 soporte universal con pinza para bureta
- 1 probeta de 25 mL
- 1 piseta o frasco lavador con agua destilada
Reactivos
- Muestra problema de Ácido Bórico ($H_3BO_3$) en un matraz aforado de 100 mL.
- Solución de Glicerol (preparada, neutralizada y diluida 1:1).
- Solución estandarizada de Hidróxido de Sodio (~0.1 M NaOH).
- Indicador de Fenolftaleína (en gotero).
- Agua destilada.
Procedimiento Experimental – Determinación de Ácido Bórico
1. Preparación de la muestra: Aforar la muestra de ácido bórico contenida en el matraz de 100 mL con agua destilada hasta la marca. Tapar y homogeneizar invirtiendo el matraz varias veces. Esta será la muestra diluida.
2. Toma de alícuota: Con la pipeta volumétrica, tomar una alícuota (un volumen exacto, por ejemplo, 25 mL) de la muestra diluida y transferirla a un matraz Erlenmeyer.
3. Adición del complejante: Añadir 10 mL de la solución de glicerol al matraz Erlenmeyer que contiene la alícuota de la muestra. Agitar suavemente para mezclar.
4. Adición del indicador: Añadir 2-3 gotas de fenolftaleína al matraz. La solución debería permanecer incolora.
5. Preparación de la bureta: Purgar y llenar la bureta con la solución estandarizada de NaOH. Asegurarse de que no queden burbujas de aire en la punta y enrasar el menisco en la marca de 0.00 mL. Anotar la lectura inicial del volumen.
6. Titulación: Comenzar la titulación añadiendo la solución de NaOH gota a gota desde la bureta al matraz Erlenmeyer, mientras se agita constantemente el matraz.
7. Punto final: Continuar la titulación hasta que la solución en el matraz adquiera una tonalidad rosa pálido que persista por al menos 30 segundos. Anotar el volumen final de NaOH consumido en la bureta.
8. Repetición: Se recomienda realizar la titulación por duplicado o triplicado para asegurar la precisión de los resultados.
Después del Experimento: Cálculos y Análisis
Una vez finalizada la titulación, se deben realizar los siguientes cálculos para determinar la concentración de la muestra original de ácido bórico.
Cálculos
1. Moles de NaOH consumidos:
Los moles de NaOH se calculan utilizando la molaridad de la solución estándar y el volumen gastado en la titulación.
$$n_{NaOH} = M_{NaOH} \times V_{NaOH}$$
Donde:
* $M_{NaOH}$ es la molaridad de la solución de NaOH (mol/L).
* $V_{NaOH}$ es el volumen de NaOH consumido en la titulación (en Litros).
2. Moles de Ácido Bórico en la alícuota:
Según la estequiometría de la reacción (1:1), los moles de ácido bórico son iguales a los moles de NaOH.
$$n_{H_3BO_3} = n_{NaOH}$$
3. Molaridad de la Muestra Diluida:
Se calcula la molaridad del ácido bórico en la muestra que se tituló (la muestra diluida).
$$M_{H_3BO_3 \ (diluida)} = \frac{n_{H_3BO_3}}{V_{alícuota}}$$
Donde $V_{alícuota}$ es el volumen de la muestra tomada con la pipeta (en Litros).
4. Molaridad de la Muestra Original:
Para encontrar la concentración de la muestra original (antes de aforar), se debe multiplicar la molaridad de la muestra diluida por el factor de dilución (FD).
$$DF = \frac{V_{final}}{V_{inicial}} = \frac{100 \ mL}{V_{muestra \ original}}$$
$$M_{original} = M_{H_3BO_3 \ (diluida)} \times DF$$
5. Concentración en g/L:
Finalmente, se convierte la molaridad de la muestra original a gramos por litro (g/L), utilizando el peso molecular del ácido bórico ($PM_{H_3BO_3} = 61.83 \ g/mol$).
$$C \ (g/L) = M_{original} \times PM_{H_3BO_3}$$
6. Concentración en % p/v:
Para expresar el resultado como porcentaje peso/volumen (% p/v), que representa gramos de soluto por cada 100 mL de solución, se utiliza la siguiente relación:
$$\% \ p/v = \frac{C \ (g/L)}{10}$$
Preguntas Adicionales
1. ¿Por qué es necesario añadir glicerol para poder titular el ácido bórico? ¿Qué otros reactivos podrían cumplir una función similar?
2. ¿Por qué la fenolftaleína es un indicador adecuado para esta titulación? Investiga su rango de viraje y compáralo con el pH esperado en el punto de equivalencia de la reacción del complejo ácido con NaOH.
3. Basándote en la concentración (en % p/v) que calculaste para tu muestra original, describe los cálculos necesarios para preparar 100 mL de una solución de ácido bórico al 2% (p/v) a partir de dicha muestra.
Recomendaciones de Seguridad
- Utilizar en todo momento el equipo de protección personal: bata de laboratorio, gafas de seguridad y guantes.
- El Hidróxido de Sodio (NaOH) es una sustancia corrosiva que puede causar quemaduras graves en la piel y los ojos. Manipular con extremo cuidado. En caso de contacto, lavar la zona afectada con abundante agua durante al menos 15 minutos.
- El glicerol y el ácido bórico no son considerados de alta peligrosidad, pero se debe evitar su ingestión y el contacto con la piel.
- Desechar los residuos químicos en los contenedores designados por el laboratorio, no por el desagüe.
- En caso de cualquier derrame o accidente, notificar inmediatamente al instructor a cargo.
Como citar este artículo:
APA: (2026-02-25). Determinación de Ácido Bórico por Titulación Potenciométrica. Recuperado de https://quimicafacil.net/manual-de-laboratorio/determinacion-de-acido-borico-por-titulacion-potenciometrica/
ACS: . Determinación de Ácido Bórico por Titulación Potenciométrica. https://quimicafacil.net/manual-de-laboratorio/determinacion-de-acido-borico-por-titulacion-potenciometrica/. Fecha de consulta 2026-02-25.
IEEE: , "Determinación de Ácido Bórico por Titulación Potenciométrica," https://quimicafacil.net/manual-de-laboratorio/determinacion-de-acido-borico-por-titulacion-potenciometrica/, fecha de consulta 2026-02-25.
Vancouver: . Determinación de Ácido Bórico por Titulación Potenciométrica. [Internet]. 2026-02-25 [citado 2026-02-25]. Disponible en: https://quimicafacil.net/manual-de-laboratorio/determinacion-de-acido-borico-por-titulacion-potenciometrica/.
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