TITOLAZIONE ACIDO BASE

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1 INTRODUZIONE. Analisi volumetrica TITOLAZIONE ACIDO BASE L analisi volumetrica è la procedura o il metodo analitico secondo cui è possibile risalire al titolo (Concentrazione) di un analita in soluzione misurando il volume di una soluzione standard di un opportuno reagente a titolo esattamente noto impiegato nell operazione. Alla base del procedimento vi è una reazione tra la sostanza detta titolante e l analita detto titolando o titolato. Il procedimento più comune consiste nell erogare il titolante con una buretta in una beuta contenente la soluzione incognita; questa tecnica analitica prende il nome di titolazione. Posizionamento ottimale Caratteristiche delle titolazioni la reazione su cui si basa deve essere completa (L equilibrio deve essere spostato completamente a destra); la reazione deve essere altresì rapida; la stechiometria della reazione deve essere nota; il punto finale della titolazione identificabile e riproducibile Il punto di equivalenza In precedenza è stato evidenziato che una titolazione viene eseguita mediante lenta aggiunta di una soluzione standard da una buretta ad una soluzione dell analita fino a che la reazione tra i due non viene giudicata completa. Ma quando una titolazione può essere giudicata completa? Ebbene, una titolazione può considerarsi terminata quando gli equivalenti di titolante e di analita sono uguali (punto equivalente). Il punto di equivalenza è proprio quel punto della titolazione in cui la quantità di titolante aggiunta è esattamente quella richiesta dalla reazione stechiometrica dell analita.

2 Il punto di equivalenza costituisce il risultato ideale da ricercare in una titolazione. Ciò che effettivamente si misura è il punto finale attraverso un improvvisa variazione di una proprietà fisica o chimica della soluzione. Quando le specie contenute nelle due soluzioni sono un acido ed una base, si hanno le cosiddette titolazioni acido-base. In questo caso, detti: L indicatore Il punto finale di una titolazione si evidenzia in genere mediante l uso di indicatori. Con il termine indicatore si intende un composto, o un sistema costituito da più composti, in grado di subire delle modificazioni facilmente osservabili, generalmente il colore, in funzione dell ambiente chimico in cui si trova. Oltre agli indicatori, possono essere adoperati degli strumenti (Chimica Analitica Strumentale) per rilevare il punto di equivalenza. Questi rispondono a certe proprietà della soluzione che cambiano in modo caratteristico durante la titolazione. Fra tali strumenti ci sono i voltametri, gli amperometri, gli ohmmetri, i colorimetri, i phmetri, i registratori di temperatura o i rifrattometri. Concentrazione la concentrazione è il rapporto tra la quantità del soluto e la quantità di soluzione. Molarità (M): numero di moli(n)/ in un litro di soluzione 1)Moli n = 1inv) grammi g=mol X MM mol = significa che viene semplificato 2)Molarità M= 2inv) moli n= L= significa che viene semplificato Per indicare il numero di moli si utilizza la n La X indica (per) significa moltiplicazione Se bisogna calcolare i grammi avendo il volume e la molarità si può applicare, per semplificare i calcoli, la seguente formula:

3 g= V M ) X MM ) tra parentesi sono indicate le unità di misura da riportare sempre!!!!!! Si può applicare questa formula perché il numero di moli = M X V; quindi scrivere g= moli X MM o scrivere g= M X V X MM è la stessa cosa Normalità (N): numero di equivalenti in un litro di soluzione 1)Numero equlivalenti n eq. = 2)Normalità: N= 2inersa)Numero equivalenti n eq.= N X Volume(L) 1 inversa) grammi g= neq. X Me oppure grammi =N x V X Me Peso equivalente : (Meq) = per calcolarla bisogna considerare il tipo di sostanza nel caso di un Acido o base si applica la seguente formula Meq = Massa molare/ n H+( se è un acido) o OH - (se è una base) Titolazione La titolazione è un metodo di analisi chimica di vasta applicazione in laboratorio per la misura della concentrazione di una data soluzione. Titolazione acido forte(beuta) con base forte (buretta) Calcolo del ph Primo passaggio volume = 0 In questo caso vi interessa, esclusivamente, unicamente, solamente, la Molarità dell acido. Nei dati, quindi, scrivete solamente, esclusivamente la molarità dell acido. Es. Dati Acido M=.. La formula da applicare è la seguente: ph= -log [Molarità acido] Secondo passaggio n acido>n base (attenzione attenzione si ricorda ai gentili studenti che n significa numero di moli ) Dati Hacido M= molarità dell acido

4 X(dovete moltiplicare M per V) V= volume dell acido espresso in litri (si ricorda che per esprimere in litri bisogna moltiplicare per 10-3, quindi, ad esempio se ho 15 ml di acido per esprimere in litri scriverò 15x10-3 L) n.acido = moli iniziali acido Base M= molarità della base X(dovete moltiplicare M per V) V= volume della base espresso in litri n.base=moli iniziali base Formule da utilizzare Volume totale (Vacido+Vbase) [H + ] = ph= -log [H + ] reazione Hacido Base Sale Moli iniziali n.iniziali acido n.iniziali base Moli finali reagisce Molarità acido completamente si trasforma tutto in sale Terzo passaggio punto n.iniziali acido= n.iniziali di base Il ph sarà neutro ovvero uguale a 7 Ultimo passaggio n.iniziali di base >n.iniziali di acido Dati Hacido Base M =molarità dell acido M= molarità della base X(dovete moltiplicare M per V) X(dovete moltiplicare M per V) V= volume acido V= volume della base espresso in litri n.acido = moli iniziali acido n.base=moli iniziali base Volume totale (Vacido+Vbase)

5 Formule da utilizzare [OH - ]= poh= -log [OH - ] ph= 14 poh reazione Hacido Base Sale Moli iniziali n.iniziali acido n.iniziali base Moli finali Molarità base (Reagisce completamente)0 moli Si trasforma tutto in sale 0 moli Come si vede dal grafico sottostante, relativo ad una titolazione tra una base forte ed un acido forte, il ph aumenta lentamente fino al punto equivalente nell'intorno del quale si ha una brusca impennata. Per aggiunte successive di base, il ph aumenta di nuovo lentamente. Una situazione simile si osserverebbe titolando una base forte con un acido forte.

6 Determinazione della Normalità Calcolo dei grammi al punto equivalente Al punto equivalente si verifica che il numero di moli di titolante e titolato sono uguali. Moli acido= moli di base sapete benissimissimo che il numero di moli è uguale a: N x V (quindi quindi è ovvio che scrivere n o N x V è la stessa cosa). La formula moli acido= moli base può essere scritta anche così: N acido x Vacido= N base x Vbase (questa è la formula che dovete sempre sapere) Si possono verificare due casi : a)non conosco la Normalità acido B)non conosco la Normalità della base Caso a applico la seguente formula Nacido= n.b il volume della base è quello che viene letto nella buretta il volime dell acido è quello prelevato con la pipetta e versato nella beuta Caso b Nbase= n.b il volume dell acido è quello letto nella buretta il volume della base è quello prelevato con la pipetta e versato nella beuta dopo aver calcolato la normalità si possono calcolare i grammi ricordando le formule della normalità che sicuramente ricordare e conoscete benissimo: per riassumere avendo la normalità posso calcolarmi il numero di equivalenti: Numero equivalenti n eq. = N X Volume(L) per volume i intende quello del matraccio (sempre espresso in litro!!!!!!!!!). Infine calcolo i grammi grammi g= neq. X Me oppure grammi = N X V X Me ora avete a disposizione tutte le formule e tutti i passaggi dovete semplicemente studiare!!!!!.

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