Date post: | 01-May-2015 |
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Introduzione ai metodi basati sulla titolazione: analisi volumetrica
I metodi basati sulla titolazione comprendono una serie di procedimenti quantitativi che si
basano sulla misura di una quantità di un reagente a concentrazione nota (soluzione
standard) consumato quantitativamente dall’analita.
Titolazione volumetrica: si misura il volume di una soluzione a conc. nota
Titolazione gravimetrica: si misura la massa del reagente
Con il termine di titolo si intende il peso di una sostanza chimica equivalente ad 1 ml delle soluzione di titolante (l’uso del termine titolo per indicare una concentrazione è comune ma improprio)
Sodium carbonate, anhydrous (Mr 106.0)
ASSAY
Dissolve 1.000 g in 25 ml of water R. Add 0.2 ml of methyl orange solution R as indicator. Titrate with 1 M hydrochloric acid until the colour changes from yellow to red.
1 ml of 1 M hydrochloric acid is equivalent to 52.99 mg of Na2CO3
Na2CO3 2Na + CO32-
CO32- + 2H+ H2CO3
Sulla base della stechiometria di reazione, 1ml di una soluzione 1M ovvero 1mmole di H+ reagisce con 0.5 mmoli di carbonato ovvero con 52.99 mg
Il punto di equivalenza è quel punto della titolazione in cui la q.tà del titolante aggiunto è esattamente quella richiesta dalla reazione stechiometrica con l’analita
Punto di equivalenza: aggiunta di 2000 mmoli di MnO4-
2 MnO4- + 6H+ 10 CO2 + 2 Mn2+ + 8H2OC C OHHO
O O
5 +
Analita (5000 mmoli) titolante
rosaincolore incolore incolore
Il colore rosa si può apprezzare solamente in presenza di un eccesso di MnO4
-
Il punto di equivalenza è solo teorico. Sperimentalmente si determina il punto finale a cui è associato il cambiamento chimico-fisico (cambiamento colore, intorbidimento, variazione della conducibilità, ecc.) e conseguente alla variazione delle concentrazioni dei reagenti.
L’errore di titolazione è la differenza tra il punto finale e il punto di equivalenza e può essere determinato per mezzo di una titolazione in bianco (titolazione senza analita)
La soluzione std. può essere preparata in due modi:a) a partire da un reagente puro (std. primario), pesato e diluito con esattezzaRequisiti di uno std. primario:
- deve essere puro (impurezza max= 0.01%)- deve essere stabile- non deve essere igroscopico- deve essere facilmente recuperabile in commercio- deve essere poco costoso- massa molare relativamente grande (per minimizzare errori di pesata)
b) Si prepara una soluzione a concentrazione approssimata e si titola usando uno std. primario
-soluzione a concentrazione nota: si prepara sciogliendo in un dato volume una quantità
esattamente pesata di sostanza madre
-Soluzione a concentrazione approssimata: si prepara usando una bilancia tecnica o
vetreria non tarata. Richiede standardizzazione cons std. primario
Preparazione di soluzioni standard per titolazione
Tipi di reazioni impiegate nell’analisi volumetrica
Perché una reazione chimica possa essere utilizzata in una analisi volumetrica si
devono soddisfare le seguenti condizioni:
- reazione rapida
- reazione spostata a destra
- stechiometria di reazione nota
- punto finale individuabile
Solitamente nell’analisi volumetrica si utilizzano le seguenti reazioni:
a) reazioni basate sulla combinazione di ioni e molecole
- reazioni di neutralizzazione
- reazioni di precipitazione
- reazione con formazione di complessi e chelati
b) reazioni basate sul trasferimento di elettroni (reazioni redox)
Curve di titolazione
Si supponga di dover titolare 50 ml di una soluzione 0.1 M di NaCl con una soluzione 0.1 M di AgNO3 (PS= 1.8X10-10)
+ 10 ml di AgNO3 = 1 mmole di Ag+
Cl-= 4 mmoli
Volume finale= 60 ml
[Cl-]= 0.067 M
[Ag+]= 1.8x10-10/0.067= 0.27x10-8
Curve di titolazione
0 10 20 30 40 50 60 70
0.000
0.025
0.050
0.075
0.100
0.125
[Ag]+[Cl]-
Volume (ml)
Co
nc
en
tra
zio
ne
(M
)
Punto di finale
Curve di titolazione
0 10 20 30 40 50 60 70
0123456789
[Ag]+[Cl]-
Volume (ml)
-lo
g[M
] Punto di finale
Il punto finale si trova al centro del tratto verticale di massima pendenza della sigmoide
Uso delle derivate per individuare il punto finale
Derivata prima: si media ogni coppia di volumi e si calcola la q.tà pH/ V dove pH è la
variazione di pH tra due letture consecutive e V è la variazione in volume tra due
aggiunte consecutive. Il punto finale è il massimo della curva risultante
Derivata seconda: Il punto finale è il volume al quale la derivata seconda è 0
USO DELLA BURETTA
1. Montare la buretta in posizione corretta e con rubinetto chiuso
2. Avvinare la buretta (5-10 ml di titolante) e ruotarla per inumidire l’interno.
1 2 3
3. Lasciare sgocciolare attraverso la punta. Ripetere per almeno 3 volte
3. Riempire la buretta allo zero
0 ml
N.B. Eliminare le bolle anche nella punta(aprire chiudere rapidamente o “strattonare”)
Una volta assicurata l’assenza di bolle portare il livello allo 0
Assicurarsi di eliminare eventuali gocce con agitatore
1. Assicuratevi che la punta della buretta sia ben inserita all’interno del recipiente di
titolazione e far scolare il titolante ad aliquote di 1 ml (con la sinistra si impugna il
rubinetto mentre la mano destra agita il recipiente di titolazione). NB NON RIMUOVERE
MAI L’AGITATORE DAL BECKER FINO A FINE TITOLAZIONE
6. Mano a mano che la titolazione progredisce ridurre il volume aggiunto
7. Nelle immediate vicinanze del punto finale aggiungere il titolante goccia goccia (1
goccia = 0.05 ml). Si può far formare una frazione di goccia sulla punta della
buretta e si fa quindi toccare la punta contro la parete della buretta
8. Inclinare la buretta in modo che la massa del liquido raccolga tutte le gocce che
aderiscono alla parete interna oppure far scendere la porzione di goccia con
l’agitatore
Utilizzo del potenziometro
elettrodo
Stativo elettrodo
Agitatore magnetico
Ancoretta magnetica
Prima di iniziare e al termine della titolazione è obbligatorio pulire l’elettrodo con H2O distillata
buretta
Soluzione da titolare
Ancoretta magnetica
Agitatore magnetico