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TITOLAZIONE VOLUMETRICA ACIDO FORTE - BASE FORTE CON USO DI INDICATORE

chimica


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RELAZIONE SULLA SECONDA ESPERIENZA DI

CHIMICA 1 E LABORATORIO

ESERCIZIO N° 1 (TITOLAZIONE VOLUMETRICA ACIDO FORTE - BASE FORTE CON USO DI INDICATORE):

Prima di iniziare l'esperienza, ci è stata consegnata una soluzione di HCl avente titolo (o concentrazione) incognita (). Si avvina la buretta di sinistra con l'aggiunta di una minima quantità di soluzione di NaOH 0,1 M; si carica con quest'ultima soluzione e si legge il volume iniziale (per convenienza si è partiti da 0 ml). Si avvina la buretta di destra con l'aggiunta della soluzione di HCl a titolo incognito e si carica con quest'ultima soluzione; si legge il volume iniziale (per convenienza si è partiti da 0 ml). Si trasferisce dalla buretta in un beaker da 250 ml un volume noto (circa 15 ml) della soluzione di HCl; tale soluzione viene diluita con 60 ml di acqua distillata (misurata con l'ausilio di un cilindro graduato) per facilitare l'analisi della titolazione. 313h75d Si aggiungono due gocce di indicatore Fenoftaleina, il quale cambia colore nel punto di equivalenza, dove la quantità di titolante aggiunto è stechiometricamente eguale alla quantità di sostanza analizzata, della soluzione. Si mescola accuratamente la soluzione e si posiziona il beaker al di sotto della buretta contenente la soluzione di NaOH. Si comincia a titolare la soluzione di acido aggiungendo goccia a goccia la soluzione di NaOH (agitando accuratamente la soluzione) e rallentando l'erogazione quando si comincia ad ottenere una colorazione rosa pallido nel punto di caduta della goccia. Si annota per ogni variazione di colorazione il valore di volume aggiunto. Il punto di equivalenza è raggiunto quando, dopo l'aggiunta di una goccia di titolante, la soluzione si colora di rosa pallido per almeno 40 secondi (PUNTO DI VIRAGGIO). Si annota il volume di NaOH a cui si è verificato il punto di equivalenza. A questo punto, si può calcolare il titolo incognito  della soluzione di HCl:



 

ESERCIZIO N° 2 (TITOLAZIONE VOLUMETRICA ACIDO FORTE - BASE FORTE CON USO DI INDICATORE):

Si avvina la buretta di sinistra di soluzione di NaOH 0,1 M; si carica con quest'ultima soluzione e si legge il volume iniziale (per convenienza si è partiti da 0 ml). Si avvina la buretta di destra della soluzione di HCl a titolo incognito e si carica con quest'ultima soluzione; si legge il volume iniziale (per convenienza si è partiti da 0 ml). Si trasferisce dalla buretta in un beaker da 250 ml un volume noto (circa 15 ml) della soluzione di HCl; tale soluzione viene diluita con 60 ml di acqua distillata (misurata con l'ausilio di un cilindro graduato) per facilitare l'analisi della titolazione. 313h75d Si aggiungono due gocce di indicatore Blu di Bromotimolo, il quale, al punto di viraggio, fa passare la soluzione da un colore giallo paglierino a celeste. Si mescola accuratamente la soluzione e si posiziona il beaker al di sotto della buretta contenente la soluzione di NaOH. Si comincia a titolare la soluzione di acido aggiungendo goccia a goccia la soluzione di NaOH (agitando accuratamente la soluzione) e rallentando l'erogazione quando si comincia ad ottenere una colorazione celeste  nel punto di caduta della goccia. Si annota per ogni variazione di colorazione il valore di volume aggiunto. Il punto di equivalenza è raggiunto quando, dopo l'aggiunta di una goccia di titolante, la soluzione si colora di celeste per almeno 40 secondi. Si annota il volume di NaOH a cui si è verificato il punto di equivalenza. A questo punto, si può calcolare il titolo incognito  della soluzione di HCl:

 

ESERCIZIO N° 3 (TITOLAZIONE VOLUMETRICA ACIDO FORTE - BASE FORTE CON USO DI pHMETRO):

Si carica la buretta di sinistra di una soluzione di NaOH 0,1 M e si legge il volume iniziale (per convenienza si è partiti da 0 ml). Si carica la buretta di destra della soluzione di HCl a titolo incognito e si legge il volume iniziale (per convenienza si è partiti da 0 ml). Si trasferisce dalla buretta in un beaker da 250 ml un volume noto (circa 15 ml) della soluzione di HCl; tale soluzione viene diluita con 60 ml di acqua distillata (misurata con l'ausilio di un cilindro graduato) per facilitare l'analisi della titolazione. 313h75d Si mescola accuratamente la soluzione e si posiziona il beaker al di sotto della buretta contenente la soluzione di NaOH. Si immergono gli elettrodi del pHmetro nella soluzione e si misura il pH iniziale di quest'ultima. Si comincia a titolare la soluzione di acido con aggiunte di circa 0,5 ml di soluzione di NaOH per volta (agitando accuratamente la soluzione) e si misura il pH per ogni aggiunta di titolante annotando in una tabella tale valore ed il corrispondente volume complessivo aggiunto. Si diminuisce progressivamente sino a 0,2 ml l'aggiunta di titolante man mano che ci si avvicina al punto di equivalenza. Si continua a titolare ed ad annotare i valori di pH corrispondenti al volume aggiunto nella tabella anche una volta superato il punto di equivalenza; a questo punto, si determina tale punto costruendo:


V (ml)

pH

V (ml)

pH

0,00

1,62

9,50

2,19

0,50

1,63

10,00

2,24

1,00

1,64

10,50

2,35

1,50

1,65

11,00

2,50

2,00

1,66

11,50

2,70

2,50

1,67

11,80

2,83

3,00

1,68

12,00

3,12

3,50

1,70

12,30

4,20

4,00

1,71

12,45

7,00

4,50

1,74

12,60

9,83

5,00

1,76

12,90

10,68

5,50

1,81

13,10

10,88

6,00

1,85

13,30

11,01

6,60

1,88

13,65

11,19

7,00

1,90

13,90

11,30

7,50

1,94

14,10

11,34

8,00

2,00

14,30

11,38

La Curva di titolazione (Curva Sigmoidale) di Acido Forte - Base Forte ponendo in ascissa i valori di volume ed in ordinata i corrispondenti valori di pH; in esso, il punto di equivalenza corrisponde al punto di flesso della curva:



0,50

0,02

6,80

0,05

0,75

0,02

7,25

0,08

1,75

0,02

7,75

0,12

2,25

0,02



8,75

0,13

2,75

0,02

11,65

0,43

3,25

0,04

11,90

1,45

3,75

0,02

12,15

3,60

4,25

0,06

12,45

18,76

4,75

0,04

12,75

2,83

5,25

0,10

13,00

1,00

5,75

0,08

13,20

0,65

9,75

0,10

13,48

0,51

10,25

0,22

13,78

0,44

10,75

0,30

14,00

0,20

11,25

0,40

14,02

0,20

6,30

0,05

il Diagramma di tale titolazione ponendo in ascissa il volume medio () ed in ordinata il rapporto ; il punto di massimo della curva della derivata I° corrisponde al punto di flesso della precedente curva:


Sperimentalmente si ricava che il punto di equivalenza si ha quando 12,45 ml di NaOH si aggiungono alla soluzione di HCl incognita ottenendo un pH = 7; da qui si ricava che la concentrazione di HCl è 0,08 M:

 

Tale titolazione presenta una reazione di questo tipo:

cioè è una semplice reazione di neutralizzazione dove inizialmente (cioè quando si è lontani dal punto di equivalenza) si ha una soluzione acida; nel punto di equivalenza, è neutra; oltre tale punto, la soluzione risulta basica.

ESERCIZIO N° 4 (TITOLAZIONE VOLUMETRICA ACIDO DEBOLE - BASE FORTE CON USO DI pHMETRO):

Si procede nel medesimo modo dell'esercizio precedente solamente che invece della soluzione di HCl, si prende una soluzione di (acido debole) a titolo ignoto; a questo punto, si determina tale punto costruendo:


V (ml)

pH

V (ml)

pH

0,00

3,07

11,55

4,98

0,50

3,12

11,80

5,02

1,00

3,30

12,00

5,13

1,50

3,47

12,20

5,13

2,00

3,60

12,40

5,16

2,50

3,70

12,75

5,22

3,00

3,79

13,00

5,28

3,50

3,83

13,30

5,38

4,00

3,94

13,80

5,53

4,50

3,98

14,00

5,61

5,00

4,12

14,25

5,73

6,00

4,26

14,50

5,89

7,00

4,40




14,70

6,07

8,00

4,51

15,00

6,43

8,50

4,58

15,25

8,72

9,50

4,67

15,50

10,23

10,00

4,75

16,00

10,98

10,50

4,81

16,50

11,23

11,00

4,89

17,05

11,24

11,00

4,89

17,05

11,24


la Curva di titolazione (Curva Sigmoidale) di Acido Debole - Base Forte ponendo

 in ascissa i valori di volume ed in ordinata i corrispondenti valori di pH; in esso, il

punto di equivalenza corrisponde al punto di flesso della curva:


il Diagramma di tale titolazione ponendo in ascissa il volume medio () ed in ordinata il rapporto ; il punto di massimo della curva della derivata I° corrisponde al punto di flesso della precedente curva:

0,50

0,02

6,80

0,05

0,75

0,02

7,25

0,08

1,75

0,02

7,75

0,12

2,25

0,02

8,75

0,13

2,75

0,02

11,65

0,43

3,25

0,04

11,90

1,45

3,75

0,02

12,15

3,60

4,25

0,06

12,45

18,76

4,75

0,04

12,75

2,83

5,25

0,10

13,00

1,00

5,75

0,08

13,20

0,65

9,75

0,10

13,48

0,51

10,25

0,22

13,78

0,44

10,75

0,30

14,00

0,20

11,25

0,40

14,02

0,20

6,30

0,05


Sperimentalmente si ricava sia la concentrazione che il pH al punto di equivalenza:

Per misurare la concentrazione di , si ha che:

 

In tale titolazione si ha che:

·         all'inizio, si ha solamente una soluzione di acido debole così il pH è:

·         dopo l'aggiunta di una quantità inferiore all'equivalenza di titolante, la soluzione è formata da una serie di tamponi, così il pH è:

·         al punto di equivalenza si ha:

   

·         oltre il punto di equivalenza, la soluzione è formata da un eccesso di  ed il ph si ricava dal pOH.







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