Titolazioni di neutralizzazione Curve di titolazione acido-base Curve di titolazione per acidi e basi forti Curve di titolazione per acidi e basi deboli Composizione delle soluzioni tampone in funzione del pH

Titolazioni di neutralizzazione In una titolazione di neutralizzazione (o acido-base), la reazione chimica tra titolante e titolato è una reazione fra un acido e una base. Il punto finale di una titolazione acido-base è evidenziato da un indicatore acido-base, o strumentalmente mediante misurazioni di pH. Le soluzioni standard impiegate nelle titolazioni di neutralizzazione sono acidi forti o basi forti, perché queste sostanze reagiscono completamente con l’analita

Titolazioni di neutralizzazione Soluzioni standard di acidi o basi forti Reagendo completamente con l’analita, rispetto ad acidi o basi deboli, queste soluzioni danno origine a punti finali meglio definiti. Le soluzioni standard acide più utilizzate sono soluzioni diluite di HCl, HClO4 e H2SO4. Per le soluzioni standard basiche si utilizzano NaOH, KOH e a volte Ba(OH)2..

Titolazioni di neutralizzazione Indicatori acido/base Un indicatore acido/base è una sostanza le cui soluzioni assumono colorazioni diverse a seconda del pH. Sono acidi o basi organiche deboli, la cui forma indissociata è di colore diverso dalla relativa specie coniugata. HIn + H2O  In- + H3O+ Colore dell’acido Colore della base 

Titolazioni di neutralizzazione Indicatori acido/base Poiché l’occhio umano è sensibile alle differenze di colore solo quando il rapporto [In-]/[Hin] è >10 o minore di 0.1, la variazione di colore è percepibile nell’intervallo di pH = pKa ± 1 Le stesse considerazioni valgono per un indicatore basico.

Titolazioni di neutralizzazione Curve di titolazione Stadio di pre-equivalenza Punto di equivalenza Stadio di post-equivalenza La curva di titolazione per una titolazione volumetrica acido/base è un grafico che riporta il pH della soluzione in funzione del volume di titolante aggiunto.

Titolazioni di neutralizzazione Costruzione di una curva di titolazione Vanno distinti tre tipi di calcoli: Nello stadio di pre-equivalenza, la concentrazione del titolante è nulla e la concentrazione del titolato si calcola in base al volume e alla concentrazione del titolante aggiunto. Nello stadio di post-equivalenza, la concentrazione del titolato è nulla e quella del titolante è data dal suo eccesso rispetto al titolato. Al punto di equivalenza, la concentrazione degli ioni idrossido e idronio è direttamente derivata dalla costante del prodotto ionico dell’acqua.

Titolazioni acido forte/base forte Costruzione di una curva di titolazione Esempio: Costruire una ipotetica curva per la titolazione di 50 mL di HCl 0,0500 M con NaOH 0,1000 M

Titolazioni acido forte/base forte Effetto della concentrazione Al diminuire della concentrazione dei reagenti, il punto finale si fa meno marcato. Per soluzioni più diluite la scelta dell’indicatore è critica per non commettere errori di titolazione. Curve di titolazione di HCl con NaOH. Curva A: 50 mL di HCl 0,05 M con NaOH 0,1 M. Curva B: 50 mL di HCl 0,0005 M con NaOH 0,001 M

Titolazioni acido forte/base forte Titolazione di una base forte con un acido forte Le curve di titolazione per le basi forti sono analoghe a quelle ottenute per gli acidi forti.

Titolazioni acido/base Curve di titolazione per acidi e basi deboli Per costruire la curva di titolazione per un acido debole (o una base debole) sono necessari quattro tipi di calcoli: 1. Quando, all’inizio, la soluzione contiene sono un acido debole, il pH viene calcolato in base alla concentrazione analitica e alla costante di dissociazione acida. 2. Dopo l’aggiunta di titolante, ma prima di raggiungere l’equivalenza, la soluzione è costituita da una serie di tamponi, il cui pH si calcola dalla concentrazione analitica del titolante e dalla concentrazione residua del titolato.

Titolazioni acido/base Curve di titolazione per acidi e basi deboli 3. Al punto di equivalenza, la soluzione contiene solo la specie coniugata del titolato (il sale formato dal titolante e dal titolato). Il pH si calcola in base alla concentrazione di questa specie. 4. Oltre il punto di equivalenza, l’eccesso di titolante (acido o base forte) determina in modo prevalente il pH della soluzione.

Titolazione di un acido debole Costruzione di una curva di titolazione Esempio: Costruire una ipotetica curva per la titolazione di 50 mL di acido acetico (CH3COOH) 0,1000 M con NaOH 0,1000 M. Ka(AcH) = 1,75 10-5

Titolazione di un acido debole Composizione delle soluzioni durante la titolazione o e 1 sono le concentrazioni relative rispettivamente di titolante e titolato. A metà della titolazione (punto di semi-titolazione), si ha o = 1 = 0,5. In questo punto il potere tamponante è massimo, quindi la pendenza della curva di titolazione è minima (punto di flesso).