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Titolazione acido-base

Materiali occorrenti:

Buretta da 25 mL - Pipetta tarata da 10 mL - Idrossido di sodio sol. 0.1 M (titolo esatto) - Acido cloridrico sol. circa 0.05 M (oppure ad altro titolo) - Fenolftaleina sol. alcoolica 1 % .

Richiami teorici:

Una titolazione acido-base ha lo scopo di determinare il titolo, ovvero la concentrazione di una soluzione di un acido (o di una base) misurando la quantità in volume di una base (o di un acido) a titolo noto che reagisce in modo completo con un volume noto della soluzione da titolare. In altre parole tale quantità di titolante si dice stechiometricamente equivalente. Il raggiungimento dell'equivalenza stechiometrica si evidenzia con il viraggio di un opportuno indicatore.

Prendiamo ad esempio un acido ed una base entrambi monoprotici, considerando V₁ il volume della soluzione di molarità nota M impiegato per titolare un volume V₂ di soluzione a molarità incognita M_x, si ha:

V₁ · M = V₂ ·M_x da cui: M_x = V₁ · M / V₂ .

Quanto sopra è ovviamente valido anche nel caso di acido e base entrambi diprotici o triprotici. In caso di discordanza tra acido e base è necessario operare la necessaria correzione.

E' anche possibile riferirsi solo alle quantità di soluzioni utilizzate e, quindi, al numero di moli in esse presenti per mezzo della formula:

n_moli = M · V_L ( V_L = volume in litri ).

Tale valore è, come detto, uguale in entrambe le quantità di soluzioni per cui si può risalire alla molarità del titolato con una semplice proporzione.
 

Esecuzione dell'esperienza:

Per motivi didattici e per facilitare i calcoli, si ritiene opportuno operare con soluzioni aventi titoli non troppo diversi. Nell'esempio descritto, appunto, si utilizza un acido avente concentrazione circa la metà della base titolante. Questa deve essere, ovviamente, a titolo preciso e non deteriorata.

Si prelevano 10 mL di acido cloridrico utilizzando la pipetta tarata versandoli in una beuta da 250 mL Alla soluzione si aggiungono circa 100 mL di acqua distillata e 3 o 4 gocce di soluzione di fenolftaleina. La soluzione appare del tutto incolore.

Si riempie con cura la buretta con la soluzione di idrossido di sodio 0.1 M e si inizia a farla defluire, goccia a goccia, nella beuta. Si agita quest'ultima per favorire un corretto mescolamento; al viraggio dell'indicatore al rosa si arresta il deflusso, rilevando la quantità di soluzione utilizzata.

La reazione è una neutralizzazione:

NaOH + HCl ----------> NaCl + H₂O

Al punto finale di titolazione il numero di moli deve essere numericamente uguale in entrambe le soluzioni, ovviamente in riferimento ai volumi.

 

Se, ad es. sono stati consumati 5 mL di NaOH sol. 0.1 M per neutralizzare i 10 mL di HCl, il titolo di quest'ultimo è dato dalla uguaglianza:

V₁ · M = V₂ · M_x ;

nel caso in esame si ha, quindi:
 

La soluzione di acido cloridrico ha, pertanto, titolo 0.05 M.

Per una migliore comprensione del numero di moli che è entrato in equilibrio, è possibile riferirsi alle quantità di soluzioni utilizzate, per mezzo della già citata formula:

Questo valore corrisponde al numero di moli presenti nella quantità di soluzione di NaOH usata , uguale al numero di moli presente nei 10 mL di HCl.

Perciò è possibile risalire alla sua concentrazione molare attraverso la proporzione:

La concentrazione dell'acido cloridrico è quindi confermata come 0.05 M.
 

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