Quando si tenta di identificare la composizione di una soluzione, un esperimento che gli scienziati possono eseguire è la titolazione. Al suo livello base, titolazione significa gocciolare lentamente una soluzione nota in una seconda soluzione fino a quando si verifica una reazione attesa. A seconda del campione che lo scienziato sta studiando e delle scorte del suo laboratorio, può scegliere tra quattro tipi principali di titolazione.
Comprensione degli esperimenti di titolazione
Durante gli esperimenti di titolazione, uno scienziato avrà un reagente: una soluzione con un trucco chimico noto 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 quanta parte di un determinato inquinante è presente 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 una variazione di colore, una variazione 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 utilizzata per provocare la reazione indica allo scienziato la concentrazione della sostanza chimica desiderata nel campione.
Titolazione acido-base
Per determinare il contenuto di un acido specifico come l'acido cloridrico o una base, come 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 per una base si chiama alcalimetria. In questo tipo di titolazione viene aggiunto un reagente fino a quando la soluzione del campione raggiunge un livello di pH specificato. Questo tipo di titolazione si basa su un pHmetro o un colorante per tracciare la variazione del pH. Come la cartina di tornasole, il colorante cambierà in un determinato colore una volta raggiunto il pH corretto.
Titolazione a ossidazione-riduzione
Nota anche una titolazione redox, questa forma di titolazione si basa su un guadagno o una 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 contenuta in un campione.
Titolazione di precipitazione
Nella titolazione di precipitazione, un reagente è aggiunto a un campione fino a quando si verifica una reazione che provoca la precipitazione di un solido - o "caduta" - dal campione. La titolazione delle precipitazioni può determinare la quantità di sali in una soluzione, la quantità di cloruro presente 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 usano il 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 solidi bianchi di cloruro d'argento dalla soluzione.
Titolazioni complessometriche
Questo tipo di titolazione è simile alla titolazione delle precipitazioni in che 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 completamente rispetto alla titolazione per precipitazione, il che riduce gli errori nella misurazione. L'acido etilendiamminotetraacetico, una polvere acida meglio conosciuta come EDTA, è comunemente usato in questo tipo di titolazione perché si lega facilmente ai metalli. Questo tipo di titolazione può essere utilizzato per misurare gli ingredienti all'interno di saponi e detergenti.
