Disegnare curve di titolazione per punti 1 - Calcolare il volume equivalente (Veq) Sapere il punto equivalente permette di predisporre sin dall’ inizio il grafico e di suddividerlo in due (specie monoprotiche) o più zone (specie poliprotiche) in modo di calcolare il pH in modo sistematico. ntitolante = n0 Ctitolante Veq= C0 V0 - Calcolare il pH iniziale ntit= 0 Vagg= 0

2n0 < ntitolante < 3 n0 2Veq < Vagg < 3Veq Schema 3 - Calcolare il pH per una serie di punti ben selezionati dove il titolante è in difetto n0 < ntitolante < 2 n0 Veq < Vagg < 2Veq 2n0 < ntitolante < 3 n0 2Veq < Vagg < 3Veq ntitolante < n0 Vagg < Veq 4 – Calcolare il pH nei punti equivalenti ntitolante = 2n0 Vagg = 2Veq ntitolante = 3n0 Vagg = 3Veq ntitolante = n0 Vagg = Veq

6 - Calcolare il pH per Vagg   Schema 5 - Calcolare il pH per una serie di punti ben selezionati dove il titolante è in eccesso ntitolante > 2n0 Vagg > 2Veq ntitolante > 3n0 Vagg > 3Veq ntitolante > n0 Vagg > Veq 6 - Calcolare il pH per Vagg   pH del titolante

Disegno delle curve di titolazione : 1) HCl (0.1M, 100 mL) titolato con NaOH 1.00 M 2) NaOH (0.75 M, 20.0 mL) con HCl 0.500M 3) Acido acetico (0.30 M; 20.0 mL) con NaOH 0.50 M 4) NH3 (0.50 M; 40.0 mL) con HCl 1.00 M 5) Acido biprotico (0.50 M; 20.0 mL) con NaOH 1.0 M [Parte 2] Etilendiammina (0.100 M, 100 ml) con HCl 1.00 M [Parte 2]

Disegno delle curve di titolazione - (1) HCl / NaOH Disegno delle curve di titolazione - (1) HCl (0.100 M, 100 mL) titolato con NaOH 1.00 M

HCl (0.100 M, 100 mL) titolato con NaOH 1.00 M Primo - Calcolare il volume equivalente

HCl (0.100 M, 100 mL) titolato con NaOH 1.00 M – 2 Secondo - Calcolare il pH iniziale -- Vagg=0.00 mL

HCl (0.100 M, 100 mL) titolato con NaOH 1.00 M – 3 Terzo – Difetto di base (titolante) Vagg < Veq OH- + H3O+  2H2O ntit n0 n0 - ntit

HCl (0.100 M, 100 mL) titolato con NaOH 1.00 M– 3b Terzo – Difetto di base (titolante) Valori scelti Vagg (mL) VT [H3O+] x 103 M pH 1 101.0 89.11 1.050 3 103.0 67.96 1.168 5 105.0 47.62 1.322 7 107.0 28.04 1.552 9 109.0 9.17 2.037 9.9 109.9 0.91 3.041 9.99 109.99 0.091 4.041 9.999 109.999 0.0091 5.041

HCl (0.100 M, 100 mL) titolato con NaOH 1.00 M – 3c Terzo – Difetto di base (titolante) - grafico

HCl (0.100 M, 100 mL) titolato con NaOH 1.00 M – 4 Quarto – pH al punto equivalente Base forte - acido forte: Neutralità – pH = 7

HCl (0.100 M, 100 mL) titolato con NaOH 1.00 M – 5 Quinto – Eccesso di base (titolante) Vagg > Veq OH- + H3O+  2H2O ntit n0 ntit- no

HCl (0.100 M, 100 mL) titolato con NaOH 1.00 M – 5b Quinto – Eccesso di base (titolante) Valori scelti Vagg VT [OH-] 103 pOH pH 10.001 110.001 0.00909 5.041 8.96 10.01 110.01 0.0909 4.041 9.96 10.1 110.10 0.908 3.042 10.96 11.0 111.00 9.009 2.045 11.95 15.0 115.00 43.48 1.362 12.64 20.0 120.00 83.33 1.079 12.92 30.0 130.00 153.85 0.813 13.19

HCl (0.100 M, 100 mL) titolato con NaOH 1.00 M – 5c Quinto – Eccesso di base (titolante) grafico

HCl (0.100 M, 100 mL) titolato con NaOH 1.00 M – 6 Sesto – pH limite – pH del titolante

NaOH (0.75 M, 20.0 mL) titolata con HCl 0.500 M NaOH/HCl Disegno delle curve di titolazione - (2) NaOH (0.75 M, 20.0 mL) titolata con HCl 0.500 M

NaOH (0.75 M, 20.0 mL) titolata con HCl 0.500 M Primo - Calcolare il volume equivalente

NaOH (0.75 M, 20.0 mL) titolata con HCl 0.500 M– 2 Secondo - Calcolare il pH iniziale Vagg=0

NaOH (0.75 M, 20.0 mL) titolata con HCl 0.500 M– 3 Terzo – Difetto di acido (titolante) Vagg < Veq H3O+ + OH-  2H2O ntit n0 n0 - ntit

NaOH (0.75 M, 20.0 mL) titolata con HCl 0.500 M– 3b Terzo – Difetto di acido (titolante) Valori scelti Vagg VT [OH-] [H3O+] pH 5.0 25.0 0.500 2.00 10-14 13.70 10.0 30.0 0.333 3.00 10-14 13.52 15.0 35.0 0.214 4.67 10-14 13.33 20.0 40.0 0.125 8.00 10-14 13.10 45.0 0.0556 1.80 10-13 12.74 29.0 49.0 0.0102 9.80 10-13 12.01 29.9 49.9 0.00100 9.98 10-12 11.00 29.99 49.99 1.00 10-4 1.00 10-10 10.00 29.999 49.999 1.000 10-5 1.00 10-9 9.00

NaOH (0.75 M, 20.0 mL) titolata con HCl 0.500 M– 3c Terzo – Difetto di acido (titolante) grafico

NaOH (0.75 M, 20.0 mL) titolata con HCl 0.500 M– 4 Quarto – Punto equivalente Acido forte – base forte: Neutralità - pH=7

NaOH (0.75 M, 20.0 mL) titolata con HCl 0.500 M– 5 Quinto – Eccesso di acido (titolante) H3O+ + OH-  2H2O ntit n0 ntit- no

NaOH (0.75 M, 20.0 mL) titolata con HCl 0.500 M– 5b Quinto – Eccesso di acido (titolante) Valori scelti Vagg VT [H3O+] pH 30.001 50.001 1.00 10-5 5.00 30.01 50.01 1.00 10-4 4.00 30.1 50.1 1.00 10-3 3.00 31.0 51.0 0.0098 2.01 35.0 55.0 0.0454 1.34 40.0 60.0 0.0833 1.08 50.0 70.0 0.143 0.84 80.0 0.188 0.73

NaOH (0.75 M, 20.0 mL) titolata con HCl 0.500 M– 5c Quinto – Eccesso di acido (titolante) grafico Vagg > Veq

NaOH (0.75 M, 20.0 mL) titolata con HCl 0.500 M– 6 Sesto – pH limite – pH del titolante

Disegno delle curve di titolazione - (3) HAc/NaOH Disegno delle curve di titolazione - (3) Acido acetico (0.30 M; 20.0 mL) titolato con NaOH 0.500 M pKa= 4.75

Acido acetico (0.30 M; 20.0 mL) titolato con NaOH 0.500 M Primo - Calcolare il volume equivalente

Acido acetico (0.30 M; 20.0 mL) titolato con NaOH 0.500 M – 2 Secondo - Calcolare il pH iniziale (Acido acetico = HAc, pKa = 4.75)

Acido acetico (0.30 M; 20.0 mL) titolato con NaOH 0.500 M– 3 Terzo – Difetto di base (titolante) Zona tampone dell’ acido acetico /ione acetato HAc + OH-  Ac- + H2O L’aggiunta della base fa si che diminuisca la quantità di acido acetico e che cresca quella dello ione acetato. HAc + H2O = Ac- + H3O+ ntit n0 n0 - ntit Se le moli di titolante (ntit) aggiunte sono comprese tra 1/10 e 9/10 delle moli iniziali di acido (n0) si ha una soluzione tampone

Acido acetico (0.30 M; 20.0 mL) titolato con NaOH 0.500 M– 3a Terzo – Difetto di base (titolante) Zona tampone acido acetico – ione acetato

Acido acetico (0.30 M; 20.0 mL) titolato con NaOH 0.500 M– 3b Terzo – Difetto di base (titolante) Valori scelti Vagg VT [HAc] [Ac-] R [H3O+] pH 1.2 13.2 0.255 0.0283 9.00 1.60 10-4 3.80 2.4 14.4 0.214 0.0536 4.00 7.12 10-5 4.15 3.6 15.6 0.178 0.0763 2.33 4.15 10-5 4.38 4.8 16.8 0.145 0.0968 1.50 2.67 10-5 4.57 6.0 18.0 0.115 1.00 1.78 10-5 4.75 7.2 19.2 0.0882 0.132 0.67 1.19 10-5 4.92 8.4 20.4 0.0634 0.148 0.43 7.63 10-6 5.12 9.6 21.6 0.0405 0.1621 0.25 4.45 10-6 5.35 10.8 22.8 0.0298 0.169 0.18 3.14 10-6 5.50 punto di semi-titolazione Vagg = 0.5 Veq pH=pKa

Acido acetico (0.30 M; 20.0 mL) titolato con NaOH 0.500 M – 3c Terzo – Difetto di base Zona Tampone

Acido acetico (0.30 M; 20.0 mL) titolato con NaOH 0.500 M – 4 Quarto – pH al punto equivalente Soluzione di una base debole HAc + OH-  Ac- + H2O Ac- + H2O = HAc + OH- Kb

Acido acetico (0.30 M; 20.0 mL) titolato con NaOH 0.500 M – 4b Quarto – Punto equivalente

Acido acetico (0.30 M; 20.0 mL) titolato con NaOH 0.500 M -5 Quinto – eccesso di base (titolante) HAc + OH-  Ac- + H2O ntit n0 no ntit- no Questa parte di curva non si distingue da quella finale acido forte - base forte

Acido acetico (0.30 M; 20.0 mL) titolato con NaOH 0.500 M 5b Quinto – Eccesso di base (titolante) Valori scelti Vagg VT [OH-] pH 12.01 32.01 1.50 10-4 10.19 12.1 32.1 1.56 10-3 11.19 12.5 32.5 7.69 10-3 11.89 13.0 33.0 0.0152 12.18 14.0 34.0 0.0294 12.47 16.0 36.0 0.0556 12.74 20.0 40.0 0.100 13.00 24.0 44.0 0.136 13.13

Acido acetico (0.30 M; 20.0 mL) titolato con NaOH 0.500 M - 5c Quinto – Eccesso di base (titolante)

Acido acetico (0.30 M; 20.0 mL) titolato con NaOH 0.500 M – 6 Sesto – pH limite – pH del titolante

Disegno delle curve di titolazione - (3) Ammoniaca (0.50 M; 40.0 mL) NH3/HCl Disegno delle curve di titolazione - (3) Ammoniaca (0.50 M; 40.0 mL) titolata con HCl 1.00 M pKb= 5.00

Ammoniaca (0.50 M; 40.0 mL) titolata con HCl 1.00 M Primo - Calcolare il volume equivalente

Ammoniaca (0.50 M; 40.0 mL) titolata con HCl 1.00 M– 2 Secondo – Calcolare il pH iniziale (Ammoniaca = NH3 pKb = 5.00)

Ammoniaca (0.50 M; 40.0 mL) titolata con HCl 1.00 M– 3 Terzo – Difetto di acido (titolante) Vagg <Veq Zona tampone ammoniaca/ione ammonio NH3 + H3O+  NH4+ + H2O L’aggiunta dell’acido fa si che diminuisca la quantità di ammoniaca e che cresca quella dello ione ammonio. NH3 + H2O = NH4+ + OH- ntit n0 n0 - ntit Se le moli di titolante (ntit) aggiunte sono comprese tra 1/10 e 9/10 delle moli iniziali di ammoniaca (n0) si ha una soluzione tampone.

Ammoniaca (0.50 M; 40.0 mL) titolata con HCl 1.00 M– 3a Terzo – Difetto di acido (titolante) Vagg < Veq Zona tampone ammoniaca / ione ammonio

Ammoniaca (0.50 M; 40.0 mL) titolata con HCl 1.00 M– 3b Terzo – Difetto di acido (titolante) Valori scelti Vagg VT [NH3] [NH4+] R [OH-] pH 2.00 42.0 0.428 0.0476 9.0 9.0 10-5 9.95 4.00 44.0 0.364 0.0909 4.0 4.0 10-5 9.60 6.00 46.0 0.304 0.130 2.33 2.33 10-5 9.37 8.00 48.0 0.250 0.167 1.5 1.5 10-5 9.17 10.00 50.0 0.200 1.00 1.00 10-5 9.00 12.00 52.0 0.154 0.231 0.67 0.67 10-5 8.83 14.00 54.0 0.111 0.259 0.43 0.43 10-5 8.63 16.00 56.0 0.0714 0.286 0.25 0.25 10-5 8.40 18.00 58.0 0.0344 0.310 0.111 10-5 8.05 punto di semititolazione Vagg = 0.5 Veq pH = pKa = pKw - pKb

Ammoniaca (0.50 M; 40.0 mL) titolata con HCl 1.00 M– 3c Terzo – Difetto di acido (titolante)

Ammoniaca (0.50 M; 40.0 mL) titolata con HCl 1.00 M– 4 Quarto – pH punto equivalente (Vagg =Veq) Soluzione di un acido debole – Ione ammonio NH3 + H3O+  NH4+ + H2O NH4+ + H2O = NH3 + H3O+ Ka

Ammoniaca (0.50 M; 40.0 mL) titolata con HCl 1.00 M– 4b Quarto – punto equivalente

Ammoniaca (0.50 M; 40.0 mL) titolata con HCl 1.00 M - 5 Quinto – eccesso di acido (titolante) Vagg > Veq n0 ntit NH3 + H3O+  NH4+ + H2O ntit- no n0

Ammoniaca (0.50 M; 40.0 mL) titolata con HCl 1.00 M - 5b Quinto – Eccesso di acido (titolante) Valori scelti Vagg VT [H3O+] pH 20.1 60.1 0.00166 2.78 20.5 60.5 0.00826 2.08 21.0 61.0 0.0164 1.79 23.0 63.0 0.0476 1.32 25.0 65.0 0.0769 1.11 27.5 67.5 0.111 0.95 30.0 70.0 0.143 0.84 35.0 75.0 0.200 0.70 40.0 80.0 0.250 0.60

Ammoniaca (0.50 M; 40.0 mL) titolata con HCl 1.00 M - 5c Quinto – Eccesso di acido

Ammoniaca (0.50 M; 40.0 mL) titolata con HCl 1.00 M– 6 Sesto – pH limite – pH del titolante