titolazione acido base

TITOLAZIONE ACIDO BASE
INTRODUZIONE. Analisi
volumetrica
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.
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:
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 neq.=
2)Normalità: N=
2inersa)Numero equivalenti neq.= N
1 inversa) grammi g= neq. X Me
X Volume(L)
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
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 15x10-3L)
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
Volume totale (Vacido+Vbase)
Formule da utilizzare
[H+] =
reazione
Moli iniziali
Moli finali
pH= -log [H+]
Hacido
n.iniziali acido
Molarità acido
Base
Sale
n.iniziali base
“reagisce
completamente”
“si trasforma tutto in
sale”
Non vi interessa
Non vi interessa
Non vi interessa
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
M =molarità dell’acido
X(dovete moltiplicare M per V)
V= volume acido
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
Volume totale (Vacido+Vbase)
Formule da utilizzare
[OH-]=
reazione
Moli iniziali
Moli finali
Molarità base
pOH= -log [OH-]
Hacido
n.iniziali acido
(Reagisce
completamente)0
moli
Si trasforma tutto in
sale 0 moli
pH= 14 – pOH
Base
n.iniziali base
Sale
Non vi interessa
Non vi interessa
Non vi interessa
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.
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 neq.= 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!!!!!.