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Acidi poliprotici Acidi e Basi polifunzionali presentano equilibri simultanei H 2 SO 4 HSO - + H + K a1 >>1 HSO 4 - SO 4 2- + H + K a2 = 2.1·10 -2 H 3.

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Presentazione sul tema: "Acidi poliprotici Acidi e Basi polifunzionali presentano equilibri simultanei H 2 SO 4 HSO - + H + K a1 >>1 HSO 4 - SO 4 2- + H + K a2 = 2.1·10 -2 H 3."— Transcript della presentazione:

1 Acidi poliprotici Acidi e Basi polifunzionali presentano equilibri simultanei H 2 SO 4 HSO - + H + K a1 >>1 HSO 4 - SO H + K a2 = 2.1·10 -2 H 3 PO 4 H 2 PO H + K a1 = 7.5·10 -3 H 2 PO 4 - HPO H + K a2 = 6.0·10 -8 HPO 4 2- PO H + K a3 = 4.4· H 2 SHS - + H + K a1 = 1.0·10 -7 HS - S 2- + H + K a2 = 1.1·10 -13

2 Acidi poliprotici H 2 S + H 2 O HS - (aq) + H 3 O + (aq) K a1 = = 1.0· [HS - ][H 3 O + ] [H 2 S] HS - + H 2 O S 2- (aq) + H 3 O + (aq) K a2 = = 1.1· [S 2- ][H 3 O + ] [HS - ] HS - (aq) + H 2 O H 2 S (aq) + OH - (aq) S 2- (aq) + H 2 O HS - (aq) + OH - (aq)

3 Titolazioni di acidi poliprotici Controllo titolabilità: Ka 1 · Ca ; Ka 2 · Ca Flessi distinti: rapporto fra costanti >10 4 Esempio: C 0 = 0.1M [H + ] = 1·10 -4 M pH=4 [HS - ] = 1·10 -4 M [S 2- ] =1.1· M Esempio: C 0 = 0.1M [H + ] = 1·10 -4 M pH=4 [HS - ] = 1·10 -4 M [S 2- ] =1.1· M Calcolo del pH per un acido poliprotico debole 1. [H + ] si calcola dalla prima dissociazione 2. Si tiene conto nella seconda dissociazione della [H + ] derivante dalla prima dissociazione per calcolare le concentrazioni delle altre specie. H 2 SHS - + H + K a1 = 1.0·10 -7 HS - S 2- + H + K a2 = 1.1·10 -13

4 [H 2 A] = [HA - ] [H + ] = Ka 1 pH = pKa 1 pH ½ (pKa 1 + pKa 2 ) pH dellacido poliprotico [HA - ] = [A 2- ] [H + ] = Ka 2 pH = pKa 2 Titolazioni di acidi poliprotici H 2 AHA - + H + K a1 HA - A 2- + H + K a2 Calcolare Ve A.V NaOH = 0 B.V NaOH = ½ Ve C.V NaOH = Ve D.V NaOH = Ve + ½ Ve E.V NaOH = 2Ve

5 H 3 PO 4 H 2 PO H + Ka 1 = 7.5·10 -3 H 2 PO 4 - HPO H + Ka 2 = 6.0·10 -8 HPO 4 2- PO H + Ka 3 = 4.4· Titolazione acido fosforico V NaOH = 0 V NaOH = ½ Ve V NaOH = Ve V NaOH = Ve + ½ Ve V NaOH = 2Ve 50 mL H 3 PO M con NaOH 0.1 M V eq = 50 mL

6 Le titolazioni complessometriche Agenti complessanti Composti organici o inorganici che possiedono doppietti elettronici non condivisi e/o cariche negative capaci di legarsi ad uno ione metallico nella formazione di complessi 2+ Chelante Possiede due o più siti capaci di coordinarsi allo stesso metallo

7 EDTA K a1 = 1.02·10 -2 K a2 = 2.14·10 -3 K a3 = 6.92·10 -7 K a4 = 5.50· H4YH4Y Le titolazioni complessometriche o Reagire completamente o Reagire velocemente o Stabile M n+ + Y 4- MY n-4 K f = [MY n-4 ] [M n+ ] [Y 4- ] Al(III) Ba Ca Co(II) CuFe(II) Mg Mn Ni Sr Zn Fe(III) log K f

8 M n+ + Ind m- MInd n-m Indicatori Metallocromici M n+ Cu 2+, Ni 2+, Co 2+, Cr 3+, Fe 3+, Al 3+, EDTA [M·EDTA]

9 Tecniche di Titolazione Titolazione diretta M n+ ·EDTA stabile rapida-completa Vf indicatore Retrotitolazione M 1 n+ precipita in assenza di EDTA/reazione lenta/lanalita blocca lindicatore eccesso noto di EDTA titolazione eccesso EDTA con M 2 n+ (K f1 >K f2 ) Vf indicatore M 2 n+ [M 1 n+ ] per differenza Titolazione per spostamento (non esiste un adatto indicatore ) eccesso di Mg·EDTA 2- Mg·EDTA 2- + M n+ (M·EDTA) n-4 + Mg 2+ K fM >K fMg Titolazione di Mg 2+ spostato da M n+ Vf indicatore Mg 2+ [M n+ ] per differenza

10 Titolazioni Complessometriche Determinazione della Durezza di un Acqua Minerale Durezza di unacqua [M n+ ] tot [Ca 2+ ] + [Mg 2+ ] HCO 3 - /CO 3 2- SO 4 2- /Cl grado francese = 10 mg/L di CaCO grado tedesco = 10 mg/L di CaO Classificazione°F molto dolce0-4 dolce4-8 durezza media8-12 durezza discreta12-18 dura18-30 molto dura>30

11 Durezza totale = Ca 2+ + Mg 2+ MgNET + EDTA MgEDTA + NET Ca 2+ + EDTA CaEDTA log Kf = Mg 2+ + EDTA MgEDTA log Kf = 8.79 pH = 10 Moli EDTA = moli Ca 2+ + moli Mg 2+ moli CaCO 3 moli CaO °F °T Titolazioni Complessometriche Determinazione Ca 2+ e Mg 2+ in un Acqua Minerale

12 Durezza calcica = Ca 2+ Mg OH - Mg(OH) 2 log Kps = Ca 2+ + EDTA CaEDTA log Kf = CaCalcon + EDTA CaEDTA + Calcon pH = 12-13Moli EDTA = moli Ca 2+ Durezza magnesiaca = Mg 2+ Moli Mg 2+ = (moli Ca 2+ + moli Mg 2+ ) - moli Ca 2+ Titolazioni Complessometriche Determinazione Ca 2+ e Mg 2+ in un Acqua Minerale

13 Calcoli durezza °F Concentrazione EDTA __________ ± ________ M Volume di acqua minerale prelevata (VH 2 O) __________ ± ________ mL Volume di EDTA impiegato (media di tre titolazioni)__________ ± ________ mL Millimoli di EDTA utilizzate (M EDTA ·mL EDTA )__________ ± ________ mmol Massa di CaCO 3 corrispondente alle millimoli totali __________ ± ________ mg (mmol EDTA ·100 g·mol -1 ) Concentrazione CaCO 3 (mgCaCO 3 / VH 2 O mL)__________ ± ________ mg/L Durezza dellacqua (mg/LCaCO 3 )/10__________ ± ________ °F

14 Titolazioni Complessometriche Determinazione Ca 2+ e Mg 2+ in un Acqua Minerale Calcoli determinazione Ca 2+ e Mg 2+ Concentrazione EDTA __________ ± ________ M Volume di acqua minerale prelevata (VH 2 O)__________ ± ________ mL Volume di EDTA impiegato (media di due titolazioni): __________ ± ________ mL Moli di EDTA utilizzate (M EDTA ·mL EDTA )__________ ± ________ mmol Milligrammi di calcio (mmol EDTA ·PA Ca )__________ ± ________ mg Concentrazione Ca 2+ (mgCa/ VH 2 O mL)__________ ± ________ mg/L Concentrazione Mg 2+ (mgMg 2+ / VH 2 O mL)__________ ± ________ mg/L mmolMg 2+ = mmol EDTA (1 a ) – mmol EDTA (2 a ) mgMg 2+ = mmolMg 2+ ·PA Mg

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