Di John Brennan
Aggiornato il 30 agosto 2022
La titolazione è una tecnica di laboratorio classica utilizzata per determinare la concentrazione di una sostanza in soluzione. Le titolazioni acido-base, in cui un acido e una base si neutralizzano a vicenda, sono le più frequenti. Il punto in cui tutto l'acido o la base dell'analita è stato neutralizzato è chiamato punto equivalente. Per gli acidi o le basi diprotici si verifica anche un secondo punto equivalente e il calcolo del pH a questo punto è semplice con i dati giusti.
Identificare la natura dell'analita (acido o base), il tipo specifico (ad esempio, acido ossalico), la sua concentrazione e volume. Nei problemi relativi ai compiti a casa viene fornita questa informazione; in laboratorio lo registri mentre titoli.
Le specie diprotiche, quelle che possono donare o accettare più di un protone, mostrano un secondo punto equivalente. Recupera la seconda costante di dissociazione (Ka2 per acidi o Kb2 per le basi) da una fonte affidabile come un testo di riferimento standard o un database online affidabile.
Calcolare le moli totali dell'analita. Moltiplicare la sua molarità per il suo volume (in litri). Ad esempio, 40 ml di acido ossalico 1M contengono:
(0,040 L × 1 mol L⁻¹) =0,04 mol.
Determinare il volume finale aggiungendo il volume del titolante al volume dell'analita originale. Nell'esempio, 80 ml di NaOH 1M aggiunti a 40 ml di acido ossalico 1M producono 120 ml in totale.
Calcolare la concentrazione delle specie coniugate al secondo punto equivalente:
0,04mol ÷ 0,120L =0,333M.
Determinare il Kb della base coniugata completamente deprotonata (o Ka dell'acido coniugato). Per un acido diprotico, Kb =1×10⁻¹⁴ ÷ Ka2 . Utilizzando l'acido ossalico (Ka2 =5,4×10⁻⁵):
1×10⁻¹⁴ ÷ 5,4×10⁻⁵ =1.852×10⁻¹⁰.
Imposta l'espressione dell'equilibrio di base:
Kb =([OH⁻][acido coniugato])/[base coniugata].
Supponendo che la variazione di concentrazione sia piccola, sia x rappresentare [OH⁻] e [acido coniugato]. L'equazione diventa:
1.852×10⁻¹⁰ =x² ÷ 0.333.
Risolvere:x² =6,167×10⁻¹¹ → x =7,85×10⁻⁶M.
Convertire la concentrazione di idrossido in pH. Per prima cosa, trova pOH =–log₁₀(7,85×10⁻⁶) =5,105. Quindi, pH =14 – pOH =8,90.
Pertanto, il pH nel secondo punto equivalente è 8,90.
Questo calcolo omette l'autoionizzazione dell'acqua, che può influenzare soluzioni molto diluite di basi deboli o acidi. Tuttavia, fornisce una stima affidabile per la maggior parte degli scopi pratici.
