El problema de una valoración ácido-base consiste en determinar el punto de neutralización o punto en el que el ácido (o la base) neutraliza totalmente a la base (o al ácido). Ese punto también recibe el nombre de punto de equivalencia, pero se trata de una terminología que se recomienda no utilizar.

Recuerda que un indicador ácido-base es un ácido débil, con una constante de acidez K_a (o una base débil, K_b). El cambio neto de color del indicador se conoce como viraje y la banda de pH que corresponde al cambio de color se conoce como intervalo de viraje. Debes tener presente que el intervalo de viraje de los indicadores está próximo a su pK_a o pK_b y varía aproximadamente en dos unidades (ΔpH = pK_a ± 1 ; ΔpH = pK_b ± 1 ; ΔpH ≈ 2).

El punto de una valoración ácido-base en que el indicador experimenta un cambio de color perceptible y que persiste al menos durante 20 s se denomina punto final de la valoración. Es importante elegir el indicador con un punto final lo más próximo posible al punto de neutralización. De esta manera, el cambio de color del indicador se produce, justamente, en el punto de neutralización.

Cambio de pH y elección de indicador

Las valoraciones ácido-base tienen su fundamento en el cambio brusco de la concentración de los iones H₃O⁺ que se produce en el punto de neutralización.

Vamos a ver esto con un ejemplo sencillo: la valoración de 25 cm³ de una disolución 0,100 M de HCl (en el erlenmeyer) con otra disolución 0,100 M de NaOH (se añade desde la bureta). Fíjate en la imagen siguiente: como la reacción de neutralización se produce mol a mol, la neutralización se producirá con 25 cm³ de disolución de NaOH 0,100 M.

La concentración inicial de los iones H₃O⁺ es 0,100 M (como es un ácido fuerte, la disociación es total) y, por tanto, su pH es 1,0. Al ir añadiendo disolución de NaOH, se va neutralizando el HCl, pero el pH varía muy poco como se aprecia en la imagen. Así, por ejemplo, cuando se han añadido 24 cm³ de disolución de NaOH, es decir, que falta por añadir 1 cm³ para llegar al punto de neutralización, se puede calcular que el pH es 2,69, como se indica en la tabla. Incluso, cuando sólo falta por añadir 0,1 cm³ de NaOH, el pH es 3,70. En el punto de neutralización el pH es 7. En cuanto se ha añadido 0,1 cm³ por exceso de NaOH, el pH es 10,30; y cuando el exceso es de 1 cm³, el pH es 11,29.

Se observa así que en las proximidades del punto de neutralización se produce un salto de pH (de unas 7 unidades), que puede ponerse de manifiesto con cualquier indicador ácido-base; por ejemplo, añadiendo unas gotas de disolución de tornasol. Antes del punto de neutralización, la disolución que se está valorando (ácida) tomará color rojo, que virará a azul, nada más pasarlo (disolución básica).

Cuando se valora un ácido débil (como ácido acético) con una base fuerte (NaOH), el salto de pH es menor y, por otra parte, en el punto de neutralización la disolución es ya básica (pH > 7), puesto que se hidroliza el ión acetato. Análogamente, cuando se valora una base débil (amoniaco) con un ácido fuerte (HCl), también es menor el salto de pH y, además, en este caso, la disolución es ácida (pH < 7) en el punto de neutralización, puesto que ahora se hidroliza el ión amonio.