Determinazione del ph e titolazioni

LABORATORIO DI CHIMICA : ESPERIENZA N° 10
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Osservazioni preliminari
Le sostanze acide o basiche non forniscono alcuna indicazione a livello osservabile del loro
carattere.
Il ph di una soluzione può essere determinato sperimentalmente mediante l'impiego di adatte
sostanze colorate dette indicatori o mediante strumenti detti piaccametri dotati di un
particolare sensore.
Questa proposta operativa intende esplorare l'acidità e la basicità di sostanze di uso comune
pervenendo a valori approssimati del ph dei vari ambienti.
TITOLO: Determinazione del ph e titolazioni
Materiale occorrente: provette, portaprovette, acqua distillata, vetri di orologio, cartina
tornasole, sensore di ph con sistema di rilevazione CBL, sostanze varie (detersivo liquido,
varechina, ammoniaca, vino, latte, aceto, birra, coca-cola)
Procedura:
-
disporre le provette nel portaprovette e introdurre le sostanze da analizzare
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saggiare con l'impiego di un indicatore universale il ph
-
saggiare con l'impiego del sensore il ph
Risultati:
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registrare i colori osservati
-
registrare i valori misurati
-
predisporre una tabella riassuntiva
sostanza
Colore cartina
osservazioni
FASE 2: Titolazione acido forte/base forte
Titolare una soluzione acida o basica significa determinare la sua concentrazione facendola
reagire con un volume misurabile di un'altra soluzione basica o acida di concentrazione nota.
Le titolazioni sono impiegate in molti casi: analisi chimico-cliniche, controllo delle bevande,
liquidi comuni ed oggi sono automatizzate e computerizzate.
Questa proposta operativa tende a far comprendere il metodo con cui le titolazioni vengono
eseguite utilizzando la tecnica classica e verificarne i risultati con l'impiego di nuove tecnologie.
Materiale occorrente: buretta da 25ml, sostegno con pinza e imbuto per buretta, beuta da
250ml, acqua distillata, becher da 100ml, pipetta da 25ml, soluzione NaOH 0,1M, soluzione di
fenolftaleina, soluzione di acido forte da titolare.
Procedura:
-
inserire nella buretta con l'imbuto la soluzione basica a titolo noto
-
prelevare con la pipetta 5 ml di acido da titolare e inserirlo nel becher
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aggiungere 2-3 gocce di indicatore
-
lasciare sgocciolare la soluzione basica agitando il recipiente con l'acido fino al
cambiamento del colore dell'indicatore (rosa persistente)
Risultati:
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prendere nota dei ml di acido prelevati (V1)
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prendere nota dei ml di base a titolo noto (N2) utilizzati (V2)
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scrivere e bilanciare la reazione di neutralizzazione
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calcolare il titolo della soluzione acida (N1)
V1 x N1 = V2 x N2
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verificare il valore registrato con l'utilizzo di un sensore di ph collegato ad un rilevatore
CBL
-
disegnare la possibile curva di titolazione mettendo in evidenza il punto equivalente
FASE 3: Alcalinità
L'alcalinità in generale si riferisce all'insieme delle sostanze che reagiscono con un acido.
Nelle acque naturali queste sostanze sono costituite, per la massima parte, da carbonato (ione
CO32-) e bicarbonato (ione HCO3-).
Carbonato CO32-, bicarbonato HCO3- e biossido di carbonio CO2, che forma l'acido carbonico
H2CO3, sono in equilibrio tra loro (notare che differiscono per la presenza di protoni H+). A pH
acido prevale la specie più protonata H2CO3, a pH basico prevale la meno protonata, CO32-, a
pH intermedio (pH = 8,5) nell'acqua si trova solo la specie bicarbonato HCO3-, a stato di
protonazione intermedio.
Un'acqua con un’alta presenza di bicarbonato e di ione calcio Ca2+, se scaldata causa molti
depositi incrostanti (ad esempio negli impianti di riscaldamento).
Determinazione
a. Predisporre una buretta con la soluzione di HCl 0.02 M.
b. Prelevare 50 mL di campione d’acqua e trasferirli in un bicchiere da 150 mL.
c. Aggiungere qualche goccia di fenolftaleina (indicatore) e diluire con poca acqua
deionizzata.
d. Titolare finché la soluzione diventa incolore. Leggere il volume consumato v1 ed
annotarlo.
e. Aggiungere qualche goccia di metilarancio (indicatore).
f. Continuare l’aggiunta di HCl finché la soluzione diventa uniformemente arancio e
registrare il volume consumato vf.
g. Le moli di HCl utilizzate nel corso di questa titolazione ci permettono di calcolare
immediatamente l’alcalinità dovuta al carbonato e l’alcalinità dovuta al
bicarbonato secondo le seguente formule:
alcalinità carbonatica =
v1 ⋅ M ⋅ 60,011 ⋅ 1000
V
(v
2
− v 1 ) ⋅ M ⋅ 61,019 ⋅ 1000
V
alcalinità bicarbonatica =
dove
v1 = volume in mL di HCl consumato fino al viraggio della fenolftaleina punto d.
v2 = volume totale in mL di HCl consumato meno il volume v1
M = molarità della soluzione di HCl usata per la titolazione
60,011 = massa molare in grammi di CO3261,019 = massa molare in grammi di HCO31000 = fattore di conversione tra grammi e milligrammi
V = volume del campione di acqua analizzato espresso in mL