La bureta es un instrumento de laboratorio volumétrico que sirve para medir volúmenes de líquido con gran exactitud y precisión. Es un tubo graduado largo y transparente, generalmente fabricado en vidrio. Tiene un extremo abierto para llenar con el líquido con que se va a trabajar, un diámetro interno uniforme y del otro lado una llave que permite verter el líquido gota a gota.
La bureta es el instrumento central en los análisis volumétricos. Para estos se comienza preparando en matraces Erlenmeyer las alícuotas, que son fracciones de una muestra principal, de volumen conocido y de la cual se necesita analizar una especie química. Por ejemplo, se puede preparar una alícuota de agua municipal para analizarle la concentración de cloruros (Cl–).
La bureta se llena con una solución estándar (mezcla de agua con una sustancia química, en concentración conocida), hasta llegar al nivel del 0 en la escala. Hay que asegurar que la llave inferior también esté llena. El matraz Erlenmeyer con la alícuota se le coloca debajo, ya con unas gotas de indicador, y se hace reaccionar con la solución estándar, que cae gota a gota de la bureta.
Contenido
La bureta sirve para:
- Preparar soluciones estándar
- Realizar análisis de argentometría
- Realizar análisis de complejometría
- Realizar análisis de volumetría de neutralización
1. La bureta en la preparación de soluciones estándar
Las soluciones estándar son mezclas de agua destilada (esta no contiene sales) con una sustancia química en una concentración conocida. Antes que todo, se calcula cuántos moles de la sustancia química habrá que agregar al agua para obtener dicha concentración. Esta se agrega y se agitan para mezclarse.
Por otro lado, se va a preparar un matraz Erlenmeyer con una mezcla de agua destilada y un patrón primario, también llamado estándar primario, y que es una sustancia química de alta pureza y que no se altera químicamente. Por ejemplo, el patrón primario para preparar una solución estándar de nitrato de plata (AgNO3), es el cloruro de sodio (NaCl).
Al matraz Erlenmeyer con agua y el patrón primario se le van a añadir unas gotas de indicador, el cual es una sustancia que señala con un cambio de color que ya han reaccionado ambas sustancias por completo. Ya preparado, al contenido del matraz se le llama alícuota, y es la que va a ayudar a determinar la concentración de la solución estándar.
La bureta se llena con la solución estándar desde la punta hasta la marca de 0mL. Poniendo la alícuota debajo de la punta de la bureta, se va a poner a gotear la solución dentro del matraz, para que vaya reaccionando con el patrón primario. Mientras sucede el goteo, se va a mantener revolviendo el matraz, hasta que se alcance el cambio de color del indicador.
Dándose el cambio de color del indicador, se cierra inmediatamente la llave de la bureta para detener el goteo. Se aparta el matraz coloreado y se procede a observar la bureta. El nivel en el que se encuentre la solución en la bureta va a decirnos cuánto volumen se ha gastado en la reacción química.
Con el volumen gastado de solución, la concentración del patrón primario y el volumen de la alícuota (que generalmente, para fines prácticos, son entre 15mL y 25mL), se va a determinar la concentración de la solución estándar. Se utiliza la fórmula C1V1 = C2V2, que indica que los moles que han reaccionado de una sustancia son los mismos que los de la otra.
Se despeja la concentración 1 (C1), que es la de la solución estándar, pasando dividiendo el volumen gastado en la bureta (V1). C2 es la concentración de la alícuota del estándar primario y V2 es el volumen de la alícuota usado en el matraz Erlenmeyer. La principal advertencia al hacer este cálculo es el de fijarse bien en las unidades que se están utilizando.
Concentración Molar o Molaridad: moles / Litro = (mol/L)
Volumen: mililitros, transformar a Litros: 1mL = 0.001 L
Al procedimiento de gotear desde la bureta para reaccionar con una alícuota, se llama titulación. Y a los pasos para determinar la concentración de una solución estándar se les llama valoración.
2. La bureta en análisis de argentometría
La argentometría es la técnica analítica volumétrica que consiste en determinar la concentración de cloruros (Cl–) en una muestra por medio de una solución estándar de nitrato de plata (AgNO3). Es común practicarla en análisis de aguas. El patrón primario para la solución de AgNO3 es el cloruro de sodio NaCl. Cuando la reacción termina, se ha formado un precipitado de cloruro de plata AgCl en el matraz.
3. La bureta en análisis de complejometría
La complejometria es la técnica analítica volumétrica que consiste en determinar la concentración de durezas (carbonato de calcio CaCO3 y carbonato de magnesio MgCO3) en el agua. El indicador que se utiliza es el negro de eriocromo, que al acabar la reacción en el matraz Erlenmeyer se vuelve azul intenso. Se lleva a cabo el mismo procedimiento de una titulación.
4. La bureta en análisis volumétricos de neutralización
La volumetría de neutralización es la técnica analítica que consiste en determinar la concentración de un ácido o de una base (según sea el caso) en una muestra. Si se quiere determinar un ácido como el sulfúrico H2SO4, se llenará la bureta con una solución estándar de base como el hidróxido de sodio NaOH.
Si se quiere determinar una base como el hidróxido de sodio, la bureta se llenará con una solución estándar de ácido, que puede ser el clorhídrico HCl, por ejemplo. Los indicadores son:
- Bureta con ácido: naranja de metilo (generalmente)
- Bureta con base: fenolftaleína
¿Cómo se usa la bureta?
Los pasos que se deben atender para el uso de la bureta son los siguientes:
- Se dispone de un soporte universal, fijando a él unas pinzas para bureta
- Se sujeta la bureta a las pinzas, en posición vertical
- La bureta, bien limpia, deberá de enjuagarse varias veces con un poco de la solución estándar que se va a usar
- Se llena la bureta encima de la marca de los 0 mL. Se puede recurrir a un vaso de precipitados o una probeta, para llenarla con más cuidado.
- Abrir la llave inferior de la bureta para llenar el pico de goteo, hasta que el nivel quede exacto en los 0mL.
- Cerciorarse de que no quedan burbujas en el interior de la bureta, para que la medida del líquido sea correcta.
- Secar el pico de la bureta, para que no queden ahí gotas que puedan caer y alterar el análisis.
- Se prepara la alícuota, es decir, un volumen conocido de la muestra de trabajo en un matraz Erlenmeyer, y se le añaden unas gotas de indicador, adecuado para el tipo de reacción. Por ejemplo, si se va a analizar dureza en el agua (carbonato de calcio y carbonato de magnesio), se va a añadir negro de Eriocromo.
- Cuando se tiene lista la alícuota preparada a partir de la muestra, el matraz Erlenmeyer que la contiene ya puede recibir el goteo para que comience la reacción química entre la solución estándar y la especie química a analizar. Cuando la reacción ya ha transcurrido dentro del matraz, el indicador que se ha puesto en la alícuota va a hacer un cambio de color que va a señalarlo.
- Se mide el volumen que ha sido gastado en la bureta, basándonos en el nivel que ha quedado en la escala. Se calcula la concentración de la especie química analizada, gracias a que ya se conocen ambos volúmenes y la concentración de la solución estándar. Se recurre a la estequiometría para encontrar la cantidad en moles de la sustancia que han reaccionado.
