Quando si tenta di identificare la composizione di una soluzione, un esperimento che gli scienziati possono eseguire è la titolazione. Al livello base, la titolazione significa gocciolare lentamente una soluzione nota in una seconda soluzione fino a quando si verifica una reazione prevista. A seconda del campione che lo scienziato sta studiando e delle forniture del suo laboratorio, può scegliere tra quattro tipi principali di titolazione.
Comprendere gli esperimenti di titolazione
Durante gli esperimenti di titolazione, uno scienziato avrà un reagente - un soluzione con una composizione chimica nota e concentrazione - e un campione. Lo scienziato può avere un'idea generale di cosa sia il campione, ma deve conoscere la concentrazione di una sostanza chimica nel campione. Ad esempio, quando uno scienziato vuole scoprire quanto di un certo inquinante si trova nell'acqua potabile. In un esperimento di titolazione di base, il reagente viene aggiunto al campione fino a quando si verifica una reazione specifica. Questa reazione potrebbe essere un cambiamento di colore, un cambiamento di pH o la precipitazione di una sostanza chimica nel campione - la precipitazione avviene quando si verifica una reazione e provoca la formazione di un solido all'interno di un liquido. La quantità di reagente usata per provocare la reazione, dice allo scienziato la concentrazione della sostanza chimica ricercata nel campione.
Titolazione acido-base
Per determinare il contenuto di un acido specifico come come acido cloridrico o una base, come l'idrossido di sodio, in un liquido, i chimici optano per la titolazione acido-base. Quando si analizza una soluzione per l'acido, il processo si chiama acidimetria; quando si analizza una base si parla di alcalimetria. In questo tipo di titolazione viene aggiunto un reagente fino a quando la soluzione campione raggiunge un livello di pH specificato. Questo tipo di titolazione si basa su un pHmetro o un colorante per tracciare il cambiamento di pH. Come la cartina tornasole, il colorante cambierà in un determinato colore una volta raggiunto il pH corretto.
Titolazione di riduzione dell'ossidazione
Conosciuta anche una titolazione redox, questa forma di titolazione si basa su un guadagno o perdita di elettroni all'interno di un campione per scoprire cosa c'è nel campione. La titolazione redox può essere utilizzata per studiare la contaminazione nell'acqua potabile o la concentrazione di metalli all'interno di una soluzione. Questo tipo di titolazione ha molti nomi a seconda della sostanza utilizzata per causare il cambiamento osservabile durante la titolazione. Ad esempio, nelle titolazioni di permanganato, il permanganato di potassio - una forma di sale - provoca una reazione che può mostrare la quantità di perossido di idrogeno presente in un campione.
Titolazione delle precipitazioni
Nella titolazione delle precipitazioni, un reagente viene aggiunto a un campione fino a quando si verifica una reazione che provoca la precipitazione di un solido - o "caduta" - del campione. La titolazione per precipitazione può determinare la quantità di sali in una soluzione, la quantità di cloruro nell'acqua potabile e la quantità di metalli specifici all'interno di un campione. Questa è un'altra forma di titolazione che può avere nomi diversi a seconda del reagente utilizzato. Ad esempio, le titolazioni argentometriche utilizzano nitrato d'argento - il nome latino dell'argento è "argentum". Quando il nitrato d'argento viene aggiunto a un campione che contiene cloruro di sodio, si verifica una reazione che fa precipitare dalla soluzione solidi bianchi di cloruro d'argento.
Titolazioni complessometriche
Questo tipo di titolazione è simile a titolazione delle precipitazioni in quanto un solido precipita fuori dal campione quando viene aggiunto un reagente. La differenza è che nella titolazione complessometrica, il solido si forma più rapidamente e più completamente rispetto alla titolazione delle precipitazioni, il che riduce gli errori di misurazione. L'acido etilendiamminotetraacetico, una polvere acida meglio conosciuta come EDTA, è comunemente usato in questo tipo di titolazione perché si lega prontamente ai metalli. Questo tipo di titolazione può essere utilizzato per misurare gli ingredienti all'interno di saponi e detergenti.
