1 - Titolazioni acido-base e ph

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1 1 - Titolazioni acido-base e ph Procedimento (m.m. di NH 3 = 17,03) Moli di NaOH consumate (1,04 x 10-3 ) Moli di HCl iniziali (7,75 x 10-3 ) Moli di NH 3 (6,71 x 10-3 ) Massa di NH 3 (114,3 mg) Concentrazione di NH 3 (0,762 mg/l) Concentrazione di NH 3 in 20 ml (3,36 x 10-1 M) Concentrazione di OH - (2,45 x 10-3 M) Concentrazione di H 3 O + (4,08 x ) ph (11,39)

2 2 - Titolazioni acido-base ed errore (m.m. di NaOH = 40) Moli di HCl (2,4 x 10-3 ) Moli di NaOH in 25 ml (6,00 x 10-3 ) Massa di NaOH (0,240 g) % di NaOH (7,34 %) Moli di NaOH in 12 ml trovate dal primo analista (2,88 x 10-3 ) Moli di NaOH trovate dal secondo analista (2,80 x 10-3 ) Errore assoluto (-8,0 x 10-5 ) Errore relativo (-2,78 %) Nota: in questo esercizio si assume che il risultato trovato dal primo analista sia vero e quindi si calcola l errore commesso dal secondo analista

3 Primo caso Massa di campione (g) Risultato sperimentale (%) Massa di Ca trovata (g) Valore atteso (g) Errore assoluto 0,2000 4,50 0,0090 0,0100-0,0010 0,5000 4,80 0,0240 0,0250-0,0010 1,0000 4,90 0,0490 0,0500-0,0010 1,6000 4,94 0,0790 0,0800-0,0010 Secondo caso Massa di campione (g) Risultato sperimentale (%) Massa di Ca trovata (g) Valore atteso (g) Errore assoluto 0,2000 5,20 0,0104 0,0100 0,0004 0,5000 4,90 0,0245 0,0250-0,0005 1,0000 5,10 0,0510 0,0500 0,0010 1,6000 4,65 0,0740 0,0800-0,0060 Quindi nel primo caso l errore è sistematico, nel secondo caso è indeterminato

4 4 - Soluzione tampone Procedimento Concentrazione analitica di CH 3 COOH dopo miscelazione (4,44 x 10-2 M) Concentrazione analitica di CH 3 COO - dopo miscelazione (6,2 x 10-2 M) Concentrazione di H 3 O + (1,25 x 10-5 M) ph (4,90) Moli di HCl (7,5 x 10-5 ) Moli iniziali di CH 3 COOH (1,88 x 10-3 ) Moli iniziali di CH 3 COO - (2,66 x 10-3 ) Moli finali di CH 3 COOH (1,955 x 10-3 ) Moli finali di CH 3 COO - (2,585 x 10-3 ) Concentrazione di CH 3 COOH (4,07 x 10-2 M) Concentrazione di CH 3 COO - (5,39 x 10-2 M) Concentrazione di H 3 O + (1,33 x 10-5 M) ph (4,88)

5 5 - Frazioni di un acido (m.m. di acido maleico = 116,07) Moli di acido maleico (4,15 x 10-3 ) Concentrazione analitica di acido maleico (0,203 M) A ph 1,05: concentrazione di H 3 O + (8,91 x 10-2 M) Concentrazione di H 2 A (1,77 x 10-1 M) Concentrazione di HA - (2,6 x 10-2 M) Concentrazione di A -2 (1,71 x 10-7 M) Verifica dei risultati (la somma delle concentrazioni a quanto deve essere uguale?) A ph 3,63: concentrazione di H 3 O + (2,34 x 10-4 M) Concentrazione di H 2 A (3,57 x 10-3 M) Concentrazione di HA - (1,99 x 10-1 M) Concentrazione di A -2 (5,01 x 10-4 M) Verifica dei risultati (la somma delle concentrazioni a quanto deve essere uguale?)

6 5 - Frazioni di un acido A ph 4,55: concentrazione di H 3 O + (2,82 x 10-5 M) Concentrazione di H 2 A (4,30 x 10-4 M) Concentrazione di HA - (1,98 x 10-1 M) Concentrazione di A -2 (4,14 x 10-3 M) Verifica dei risultati (la somma delle concentrazioni a quanto deve essere uguale?) A ph 6,55: concentrazione di H 3 O + (2,82 x 10-7 M) Concentrazione di H 2 A (1,43 x 10-6 M) Concentrazione di HA - (6,56 x 10-2 M) Concentrazione di A -2 (1,37 x 10-1 M) Verifica dei risultati (la somma delle concentrazioni a quanto deve essere uguale?) Moli di acido maleico in 10 ml (2,03 x 10-3 ) Moli di NaOH (4,06 x 10-3 M) Concentrazione di NaOH (2,71 x 10-1 M)

7 6 - Calcolo di costanti

8 6 - Calcolo di costanti f Zn2+ = 0,749 f OH- = 0,926 K sp = 3,0 x = [Zn 2+ ] x [OH - ] 2 f Zn2+ x f OH- 2 (costante termodinamica) k sp = [Zn 2+ ] x [OH - ] 2 (costante stechiometrica) k sp =K sp / (f Zn2+ xf OH- 2 ) = 3,0 x /(0,749 x 0,926 2 ) = 4,67 x 10-16

9 7 - Titolazioni complessometriche Media (12,49 ml) Moli di Mg in 0,200 g (1,249 x 10-3 ) Massa di Mg (0,030 g) Percentuale di Mg (15 %) Σ(x i -x m ) 2 (0,0219) s (0,085) rsd % (0,68%) (m.a. di Mg = 24,312)

10 8 - Titolazioni di precipitazione Moli di nitrato d argento (0,140) Concentrazione di nitrato d argento (0,140 M) Moli di NaCl (6,83 x 10-4 ) Volume di nitrato d argento (4,88 ml) (m.m. di AgNO 3 = m.m. di K 2 CrO 4 = 194,20 m.m. di PbS = 239,25 m.m. di KI = 166,01) Moli di cromato di potassio (2,05 x 10-3 ) Moli di nitrato di argento (4,10 x 10-3 ) Volume di nitrato d argento (29,29 ml) Massa di solfuro di piombo nel minerale (0,398 g) Moli di solfuro di piombo (1,70 x 10-3 ) Moli di nitrato di argento (3,40 x 10-3 ) Volume di nitrato d argento (24,29 ml) Moli di ioduro di potassio in 500 ml (5,93 x 10-3 ) Moli di ioduro di potassio in 25 ml (2,97 x 10-4 ) Volume di nitrato d argento (2,12 ml)

11 9 - Titolazioni redox Moli di solfato ferroso (9,2 x 10-3 ) Moli di permanganato (1,84 x 10-3 ) Volume di permanganato (11,65 ml) (m.m. di solfato ferroso = 151,9086 m.m. di As 2 O 3 = 197,8422) Moli di acido ossalico (2,1 x 10-3 ) Moli di permanganato (8,4 x 10-4 ) Volume di permanganato (5,32 ml) Massa di As 2 O 3 (0,555 g) Moli di As 2 O 3 (2,805 x 10-3 ) Moli di permanganato (2,24 x 10-3 ) Volume di permanganato (14,20 ml) Moli di EDTA (3,57 x 10-3 ) Moli di Fe in 250 ml (1,78 x 10-2 ) Moli di permanganato (3,57 x 10-3 ) Volume di permanganato (22,59 ml)

12 10 - Solubilità Solubilità in acqua (7,80 x 10-4 moli/l) Massa di iodato di lantanio (518 mg/l) Massa di iodato di lantanio in 250 ml (130 mg) (m.m. di iodato di lantanio = 663,6178 m.a. dello iodio = ) Solubilità in iodato di litio (8,0 x 10-8 moli/l) Massa di iodato di lantanio (5,309 x 10-2 mg/l) Massa di iodato di lantanio in 250 ml (0,0133 mg) Solubilità in nitrato di lantanio (1,949 x 10-4 moli/l) Massa di iodato di lantanio (129 mg/l) Massa di iodato di lantanio in 250 ml (32 mg) Massa di iodio (18,4 mg)

13 11 - Precipitazione Concentrazione di OH - in presenza di Fe 3+ (2,52 x M) ph (4.4) Concentrazione di OH - in presenza di Fe 2+ (2,81 x 10-3 M) ph (11.45)

14 12 e 13 - Percentuale di ionizzazione Procedimento per l esercizio 12: Frazione della forma carica (protonata) a ph 7 (0,99) % (99 %) Frazione della forma carica (protonata) a ph 9 (0,50) % (50 %) Riflessione: per la percentuale a ph 9 era necessario fare calcoli? Procedimento per l esercizio 13: Frazione della forma carica (deprotonata) a ph 4 (0,285) % (28,5 %) Frazione della forma carica (deprotonata) a ph 7 (0,997) % (99,7 %)

15 14 - Titolazioni acido - base Volume medio primo analista (18,10 ml) Moli di HCl primo analista (2,751 x 10-3 ) Concentrazione di NaOH primo analista (0,1834 moli/l) Volume medio secondo analista (18,09 ml) Moli di HCl secondo analista (2,749 x 10-3 ) Concentrazione di NaOH secondo analista (0,1833 moli/l) s primo analista (0,314) RSD % primo analista (1,74 %) s secondo analista (0,155) RSD % secondo analista (0,86 %) Errore assoluto (-1 x 10-4 ) Errore relativo (-0,054 %)

16 15 - Titolazioni complessometriche Moli di Zn (3,44 x 10-4 ) Volume di EDTA (6,88 ml) Moli di Ca (1,39 x 10-3 ) Volume di EDTA (27,8 ml) (m.m. di CaCO 3 = 100,09 m.m. CaHPO 4.H 2 O = 154,07 m.m. Cu(NO 3 ) 2 = 187,55 ) Massa di CaHPO 4.H 2 O (0,150 g) Moli di Ca (9,74 x 10-4 ) Volume di EDTA (19,48 ml) Moli di Cu(NO 3 ) 2 totali (3,14 x 10-3 ) Moli di Cu(NO 3 ) 2 nell aliquota titolata (1,57 x 10-4 ) Volume di EDTA (3,14 ml)

17 16 - Titolazioni di precipitazione Moli di AgNO 3 (2,61 x 10-4 ) Moli totali di ione cloruro (1,044 x 10-3 ) Massa di KCl (0,0779 g) % di KCl (29,18 %) (m.m. di KCl = 74,56 m.m. KClO 3 = 122,55 ) Moli di AgNO 3 (4,45 x 10-4 ) Moli di ione clorato in 25 ml (1,84 x 10-4 ) Moli totali di ione clorato (7,36 x 10-4 ) Massa di KClO 3 (0,0902 g) % di KCl (33,78 %)

18 17 - Analisi di precipitazione Moli di Al 2 O 3 (5,00 x 10-3 ) Moli di Al(OH) 3 (1,000 x 10-2 ) Massa di Al(OH) 3 (0,78 g) % di Al(OH) 3 (39,00 %) (m.m. di Al 2 O 3 = 101,96 m.m. di Al(OH) 3 = 78)

19 18 - Calcolo del ph Calcolare il ph di: a) soluzione di Ba(OH) 2 (base forte) 3,50 x 10-2 M b) soluzione di acido formico (HCOOH) ottenuta diluendo 50 ml di acido 0,88 M a 120 ml con H 2 O. c) soluzione di acido ascorbico (acido diprotico) 1,20 x 10-2 M. Indicare anche la concentrazione della forma totalmente deprotonata d) HNO 3 6,850 x 10-3 M e) soluzione di etanolammina 4,95 x 10-2 M f) soluzione ottenuta miscelando 50 ml di NH 3 0,2 M e 60 ml di NH 4 Cl alla medesima concentrazione. Che effetto si prevede sul ph la diluizione della soluzione f) a 500 ml? acido formico: k a = 1,80 x 10-4 acido ascorbico: k 1a = 7,94 x 10-5 ; k 2a = 1,68 x ione etanolammonio: k a = 3,18 x ione ammonio: k a = 5,70 x 10-10

20 18 - Calcolo del ph a) 12,84 b) 2,09 c) 3,01; 1,68 x M d) 2,16 e) 11,10 e) 10,12

21 19 - Costanti di stabilità condizionale γ L (0,177) β cond1 (2,23 x 10 5 ) (complesso AlF 2+ ) β cond2 (4,43 x 10 9 ) (complesso AlF 2+ ) β cond3 (5,55 x ) (complesso AlF 3 ) β cond4 (4,93 x ) (complesso AlF 4- ) β cond5 (4,37 x ) (complesso AlF 2-5 ) β cond6 (1,55 x ) (complesso AlF 3-6 )

22 20 - Costanti di stabilità condizionale ph 4 γ M (1) Nota: in realtà sarebbe 0,9998, approssimabile a 1 γ L (1,70 x 10-7 ) β cond (2,29 x 10 8 ) ph 10 γ M (1,57 x 10-5 ) γ L (0,608) β cond (4,61 x )

23 21 - Costanti di stabilità condizionale Considerando la presenza di NH 3 e di OH - : γ M (2,58 x 10-3 ) γ L (1) β cond (2,90 x ) Considerando solo la presenza di NH 3 : γ M (7,20 x 10-3 ) γ L (1) β cond (8,08 x )

24 22 - Solubilità Per AgBr (9,61 x 10-2 mg/l) Per AgI (1,36 x 10-3 mg/l) Per AgSCN (1,08 x 10-1 mg/l) Per Ag 2 CrO 4 (23,2 mg/l) (m.a. di Ag = 107,87)

25 23 e 24 - Precipitazione Procedimento per l esercizio 23: Concentrazione di ioni carbonato (1,3 x 10-4 M) [Fe 2+ ]x[co 3 2- ] (1,3 x ) Quindi Procedimento per l esercizio 24: [Ca 2+ ]x[co 3 2- ] (1,7 x 10-7 ) [Mg 2+ ]x[co 3 2- ] (1,7 x 10-7 ) Quindi

26 Risultato degli altri esercizi 25 - Titolazioni acido - base % di acido ossalico = 38,5 % Titolazioni di precipitazione a) 16,29 ml b) 8,28 ml c) 24,00 ml 27 - Analisi in sequenza % cloruro ferroso: 11,67 % % cloruro di sodio: 8,46 % 28 - Analisi in sequenza 22,04 ml 29 - Analisi in sequenza Pb = 68,91 %; Cd = 30,13 % Mediana 8,15; s = 0,122; RSD % = 1,51 % Titolazioni acido - base a) 43,27 ml; ph 8,27 b) 21,09 ml, ph 3,95 e 8,64; c) 28,26 ml 31 - Solubilità a) 8,94 mg; b) 2,46 x 10-3 mg; c) 0,332 mg 32 - Coefficienti di attività 0,703