Metodo di Mohr

SOLUZIONE AL PUNTO DI EQUIVALENZA Il metodo di Mohr si basa sull’impiego dello ione cromato (CrO42-) come indicatore per la determinazione argentometrica degli ioni bromuro, cloruro e cianuro. Durante la titolazione precipita prima il meno solubile (AgCl), dopo il punto di equivalenza l’aggiunta di Ag+ in eccesso fa precipitare Ag2CrO4 di colore rosso mattone. . SOLUZIONE AL PUNTO DI EQUIVALENZA Fonte: http://cabrini.altervista.org/

Ag2CrO4 ↔ 2Ag+ + CrO42- Kps Ag2CrO4 = 1,2 x 10-12 Ione cromato Com’è stato ribadito più volte, una delle caratteristiche principali di un indicatore è che la variazione di colore dovrebbe verificarsi entro la porzione ripida della curva di titolazione (precipitazione). Volendo titolare una soluzione contenente NaCl con AgNO3, l’equilibrio viene raggiunto quando [Ag+] = [Cl-]. Quindi la concentrazione di ioni Ag+ all’equivalenza sarà uguale a: [Ag+]2 = 1,82 x 10-10 = 1,35 x 10-5 M La concentrazione di ioni cromato necessaria per dare inizio alla formazione del cromato di argento in condizioni di equivalenza può essere calcolata dal prodotto di solubilità del cromato di argento. Ag2CrO4 ↔ 2Ag+ + CrO42- Kps Ag2CrO4 = 1,2 x 10-12 [CrO42- ] = 1,2 x 10-12/[Ag+]2 = 1,2 x 10-12/(1,35 x 10-5)2 = 6,6 x 10-3 M

In realtà una concentrazione di ione cromato pari a 6,6 x 10-3 conferisce alla soluzione una colorazione gialla così intensa tale che il punto di viraggio non può essere apprezzato. Per cui si usano generalmente soluzioni di ioni cromato meno concentrate. Inoltre, la titolazione di Mohr avviene a pH compreso tra 6,5 e 9 in quanto, se il pH è acido, lo ione CrO42- reagisce con lo ione H+ per formare HCrO4- che non precipita. Se invece il pH è alcalino, una volta che il nitrato d’argento ha reagito con tutti gli ioni Cl- reagisce con gli ioni ossidrile per formare AgOH, falsando l’analisi.

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Standardizzazione di una soluzione di AgNO3 Il nitrato di argento non è una sostanza madre, pur essendo ottenibile allo stato puro: infatti contiene acqua inclusa nei cristalli che può essere eliminata per riscaldamento a 150°C. A tale temperatura, però, il contatto con le sostanze organiche del pulviscolo atmosferico provoca la riduzione ad Ag metallico con conseguente annerimento della superficie dei cristalli. Per cui, si può preparare una soluzione a titolo esattamente noto di AgNO3 sfruttando il metodo di Mohr. Si prepara una soluzione a titolo approssimato di AgNO3 e poi la soluzione ottenuta, che deve essere protetta dalla luce, si standardizza usando NaCl come sostanza madre e come indicatore una soluzione al 5% di K2CrO4, usandone circa 1 mL per ogni 50 mL di soluzione di NaCl.

Preparazione di una soluzione a titolo esattamente noto di AgNO3 Si supponga di voler preparare una soluzione 0,1 N circa di AgNO3. P.E. = P.M. AgNO3 = 168,87 N = neq/L neq = g/P.E. 0,1 = (g/168,87)/1 g= 16,887 Si pesano 17 g di AgNO3 e si sciolgono in 1L di H2O distillata. Si pesano, poi, circa 580 mg di NaCl, si mettono nel matraccio e si diluiscono con H2O distillata fino a 100ml. Si prelevano 15mL di questa soluzione e si mettono in una beuta in cui si aggiungono 20 gocce di K2CrO4 al 5% come indicatore e circa 50 mL di H2O distillata. La soluzione diventa gialla. Nella buretta si mette AgNO3 e si titolano i 15mL di NaCl. Il punto di equivalenza stechiometrica è indicato dalla formazione di un precipitato rosso mattone di Ag2CrO4 persistente, che per agitazione non scompare.

Preparazione di una soluzione a titolo esattamente noto di AgNO3 Normalità reale della soluzione di NaCl [NaCl] = (0,580/58,443)/0,100 = 0,099 N Vi * Ci = Vf * Cf Vi = 15 ml Ci = 0,099 N Vf = 65 mL (15 mL + 50 mL) Cf = X Cf = 0,019 N

Preparazione di una soluzione a titolo esattamente noto di AgNO3 Normalità della soluzione di AgNO3 Si ipotizzi di aver usato 12,45 mL di titolante Vi * Ci = Vf * Cf Vi = 65 mL Ci = 0,019 N Vf = 12,45 mL Cf = X Cf = 0,099 N

Il metodo di Mohr può essere impiegato anche per determinare la concentrazione di cloruri nell’acqua. La determinazione dello ione cloruro nelle acque destinate al consumo umano assume un’importanza fondamentale, in quanto essi posso derivare dalla composizione dei suoli, da scarichi industriali e urbani, dall'uso dei sali utilizzati per sciogliere il ghiaccio sulle strade. La loro presenza, al di sopra di una soglia relativa di concentrazione, può impartire all’acqua caratteristiche organolettiche negative. La presenza dei cloruri in acque destinate al consumo umano può essere infatti considerata, in alcuni casi, come un indice di eventuale inquinamento antropico, che va rapportato ad altre indicazioni di tipo analitico ed ambientale. I cloruri sono presenti in tutte le acque fluviali, lacustri e sotterranee grazie alla mobilità e solubilità di questo ione. In acque sotterranee, generalmente, si possono riscontrare concentrazioni da pochi mg/L fino a 1000 mg/L; quantità più elevate sono presenti nelle acque che vengono in contatto con rocce evaporitiche (salgemma). Non esiste un valore limite per le acque minerali, comunque valori superiori a 200 mg/L determinano il sapore salato dell'acqua.

Esempio applicativo Si supponga di voler determinare la concentrazione di ioni Cl- in un’acqua e di disporre di una soluzione di AgNO3 0,099 N. Se il volume di acqua prelevato inizialmente è di 10 mL è stato diluito 10 volte, ed il volume finale letto di titolante è pari a 2,3 mL, quale sarà la concentrazione di Cl- espressa come grammi litro? equivalenti Ag+ = equivalenti Cl- equivalenti Ag+ = 0,099 * 0,0023 = 0,000277 concentrazione Cl- = 0,000277/0,100L = 0,00277 neq/L Considerando che il campione iniziale è stato diluito 10 volte, la concentrazione di ione Cl- in 10 mL sarà: 0,0277 neq/L Volendo esprimere la concentrazione in gr/L, è noto che: Neq = Massa (g) Peso equivalente (PM/eq) Normalità (N) = Numero equivalenti Litro gCl-/L = 0,023 * 58,46 = 1,34 gr/L Dove 58,46 = P.E. dell’NaCl.

Bibliografia Douglas A. Skoog, Donald M. West F. James Holler; Chimica analitica una introduzione; edizioni EdiSes