Titolazioni Acido-base Titolazioni acidi e basi forti Titolazioni acidi deboli e basi forti

Titolazioni acido-base La Titolazione è una operazione analitica il cui scopo è la determinazione del titolo (o concentrazione) di una soluzione. Consiste nell’aggiungere volumi noti di una soluzione a concentrazione nota (definita titolante) ad un volume noto di una soluzione (definita titolando) a concentrazione ignota. Il titolante deve reagire in modo rapido, completo e con stechiometria ben definita con la sostanza da titolare. Nel caso delle titolazioni acido-base, il titolante è costituito quindi da acidi o basi forti. La sostanza da titolare può essere una base o un acido

Punto equivalente Una titolazione termina quando le moli di titolante uguagliano quelle della sostanza da titolare: nA=nB MAVA = MBVB Questo punto si chiama punto equivalente

Reazione tra acido forte e base forte 25.00 mL HCl 0.150 M + quantità crescenti di 0.100 M NaOH. OH- + H3O+  2H2O VNaOH = 0 pHi= 0.82 VNaOH = 20.00 mL pH = 1.41 Punto equivalente? VNaOH = 37.50 mL

Titolazioni acido-base Aggiunta di un volume noto di titolante alla soluzione di acido forte Si registrano le variazioni di pH ottenute con aggiunte progressive di volumi noti di titolante Soluzione di una base forte a [ ] nota (titolante) Si determina la variazione di pH prodotta nella soluzione di acido forte Soluzione di un acido forte titolando

Curva di titolazione acidimetrica H+ Cl- K+ Cl- H2O H+ Cl- K+ OH- prima del punto equivalente il pH e’ determinato dalla concentrazione di acido che non ha ancora reagito al punto equivalente il pH = 7.0 dopo il punto equivalente il pH e’ determinato dall’eccesso di base

Curva di titolazione acidimetrica H+ Cl- K+ Cl- H2O H+ Cl- 2K+ 2OH-

Curva di titolazione acidimetrica H+ Cl- K+ Cl- H2O H+ Cl- 3K+ 3OH-

Curva di titolazione acidimetrica Punto di equivalenza H+ Cl- K+ Cl- H2O 4K+ 4OH- 7 moli di base forte aggiunte = moli di acido forte presenti moli di base forte = Vbase forte[M]base forte moli di acido forte = Vacido forte[M]acido forte Vb.f.[M]b.f. = Va.f.[M]a.f. se [M]acido forte non è nota  [M]acido forte = Vb.f.[M]b.f. Va.f

Curva di titolazione acidimetrica H+ Cl- K+ Cl- H2O K+ OH- 5K+ 5OH-

Curva di titolazione acidimetrica Punto B CH3COOH CH3COO- K+ H2O CH3COOH K+ OH-

Curva di titolazione acidimetrica Punto C CH3COOH CH3COO- K+ H2O CH3COOH K+ OH-

Curva di titolazione acidimetrica Punto D CH3COOH CH3COO- K+ H2O CH3COO - K+ H2O CH3COOH K+ OH-

Curva di titolazione acidimetrica Punto S CH3COOH CH3COO- K+ H2O K+ OH-

Confronto tra le curve di titolazione di un acido forte e di un acido debole

In questa zona (quando la [OH-] < [AH]) N.B. Al punto di equivalenza il pH non è neutro perché è presente la base coniugata di un acido debole che dà idrolisi basica In questa zona (quando [OH-] raggiunge e supera la [AH]) si hanno grandi variazioni di pH In questa zona (quando la [OH-] < [AH]) si hanno piccole variazioni di pH. Le minori variazioni si hanno quando è stato aggiunto metà del volume equivalente.

Equilibrio di autoprotolisi dell’acqua a 25°C Kw=14 [H3O+] > [OH-] [H3O+] < [OH-] 100 10-2 10-4 10-6 10-1 10-3 10-5 10-7 10-8 10-10 10-12 10-14 10-9 10-11 10-13 [H3O+] soluzione acida soluzione basica soluzione neutra [H3O+] > 10-7 M [OH-] < 10-7 M [H3O+] < 10-7 M [OH-] > 10-7 M [H3O+] = [OH-] = 10-7 M

Ammoniaca per uso domestico Sostanze presenti nella vita quotidiana Pioggia Aceto Sangue pH 2 4 6 1 3 5 7 8 10 12 14 9 11 13 Succo d’arancia Latte Ammoniaca per uso domestico

HA(aq) + H2O(l) ⇄ A-(aq) + H3O+(aq) Indicatori di pH HA(aq) + H2O(l) ⇄ A-(aq) + H3O+(aq) giallo rosso

Quando [H3O+] >> Ka la soluzione appare gialla Quando [H3O+] << Ka la soluzione appare rossa Quando [H3O+]  Ka la soluzione appare arancione pKa = - log10 Ka 2 4 6 1 3 5 7 8 10 12 14 9 11 13 pH giallo arancio rosso Rosso cresolo

Indicatori Metilarancio Timolftaleina Verde bromo cresolo Fenoftaleina 2 4 6 1 3 5 7 8 10 12 14 9 11 13 Metilarancio Timolftaleina Verde bromo cresolo Fenoftaleina Rosso di metile

Verde bromo-cresolo pH <3.8 pH =4.9 pH >5.4

Metil-Arancio pH<3.1 pH=3.4 pH>4.4

Rosso di metile pH<4.2 pH=5,0 pH>6.2