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16.15:

Curve di titolazione acido-base

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Acid-Base Titration Curves

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Una titolazione acido-base può essere eseguita per determinare una concentrazione sconosciuta di un acido usando una concentrazione nota di una base, o viceversa. Quando si titola un acido con una base, il titolante viene gradualmente aggiunto all’acido, aumentandone il pH. La variazione del pH viene tracciata rispetto al volume della base per creare una titolazione o una curva del pH.Le curve di titolazione sono a forma di S, sebbene esistano differenze, a seconda che l’acido sia forte o debole. Il pH all’inizio della titolazione sarà acido, ma più alto per un acido debole, accettando uguali concentrazioni iniziali di acido. Il punto di equivalenza è il punto sulla curva di titolazione in cui le moli della base sono uguali alle moli di acido in soluzione.Nel caso di un acido forte, il punto di equivalenza si raggiunge quando una base forte neutralizza tutti gli ioni idronio prodotti dall’acido forte;pertanto, si verifica sempre a pH 7. Al contrario, il punto di equivalenza di un acido debole si verifica ad un pH maggiore di 7 ed è raggiunto quando tutto l’acido debole è convertito nella sua base coniugata. Vicino al punto di equivalenza, c’è un improvviso aumento del pH della soluzione.Tuttavia, in una titolazione con un acido debole, questa rapida variazione del pH non è così ripida come in una titolazione con un acido forte. Il pH dopo il punto di equivalenza su una curva di titolazione per acidi deboli e forti aumenta gradualmente a causa dell’eccesso di base forte. Altre caratteristiche di una curva di titolazione acida debole, ma non forte, sono la regione tampone e il punto di mezza equivalenza.Quando viene aggiunta una base forte, un acido debole produce la sua base coniugata, creando un tampone. Il punto di mezza equivalenza si trova all’interno di questa regione tampone. Questo punto viene ottenuto quando si aggiunge la metà del volume di base necessario per raggiungere il punto di equivalenza.Qui, la concentrazione di acido debole è uguale alla sua base coniugata, e il pH della soluzione è uguale al pKa. La curva di titolazione di una base forte o debole con un acido forte come titolante, è a forma di S invertita, dove il pH inizia elevato e diminuisce con l’aggiunta dell’acido forte. evatori variano a seconda che misurino la dose o l’attività, i tipi di radiazioni che rilevano, e se possono distinguere questi tipi di radiazioni.Un contatore Geiger-Müller è un noto dispositivo comunemente usato per misurare l’attività da radiazioni alfa, beta, raggi X e gamma. Può essere modificato per rispondere proporzionalmente all’energia della radiazione, permettendo la misurazione della quantità di energia dai raggi X e raggi gamma.

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Curve di titolazione acido-base

Una curva di titolazione è un grafico di alcune proprietà della soluzione rispetto alla quantità di titolazione aggiunta. Per le titolazioni acido-base, il pH della soluzione è una proprietà utile da monitorare perché varia prevedibilmente con la composizione della soluzione e, quindi, può essere utilizzato per monitorare lo stato di avanzamento della titolazione e rilevarne l’endpoint. La titolazione acido-base può essere eseguita con un acido forte e una base forte, un acido forte e una base debole, o una base forte e un acido debole.

Per una titolazione effettuata per 25,00 mL di 0,100 M HCl (acido forte) con 0,100 M di una base forte NaOH, la sua curva di titolazione può essere vista in rosso nella figura 1a. Per una titolazione effettuata per 25,00 mL di 0,100 M CH3COOH (acido debole) con 0,100 M NaOH, la sua curva di titolazione può essere vista in giallo nella figura 1b.

Image1

Figura 1 a) La curva di titolazione per la titolazione di 25,00 mL di 0,100 M HCl (acido forte) con NaOH 0,100 M (base forte) ha un punto di equivalenza di 7,00 pH. b) La commissione per l’agricoltura e lo sviluppo La curva di titolazione per la titolazione di 25,00 mL di acido acetico 0,100 M (acido debole) con 0,100 M NaOH (base forte) ha un punto di equivalenza di 8,72 pH.

La titolazione di una base forte o debole con un acido forte ha una curva simile a forma di S; tuttavia, la curva è invertita poiché il pH inizierà nella regione di base e diminuirà con l’aggiunta dell’acido forte. La titolazione di acido debole o base può anche essere utilizzata per determinare rispettivamente Ka o Kb .

Le quattro fasi di una titolazione:

  1. Stato iniziale (volume di titolazione aggiunto = 0 mL): il pH è determinato dall’acido titolato; poiché i due campioni di acido sono ugualmente concentrati, l’acido debole sporrà di un maggiore pH iniziale
  2. Punto di pre-equivalenza (0 mL < V < 25 mL): il pH della soluzione aumenta gradualmente e l'acido viene consumato per reazione con titolazione aggiunta; composizione comprende l'acido non reatto e il prodotto di reazione, la sua base coniugata
  3. Punto di equivalenza (V = 25 mL): si osserva un drastico aumento del pH come la composizione della soluzione passa da acida a neutra (per il campione di acido forte) o di base (per il campione di acido debole), con pH determinato dalla ionizzazione della base coniugata dell’acido
  4. Punto di post-equivalenza (V > 25 mL): il pH è determinato dalla quantità di titolazione di base forte in eccesso aggiunta; poiché entrambi i campioni sono titolazione con lo stesso titolazione, entrambe le curve di titolazione appaiono simili in questa fase.

Questo testo è adattato da Openstax, Chimica 2e, Sezione 14.7: Titolazioni acido-base.

Suggested Reading

  1. Ramette, Richard W. "TITRATE: A Learning Tool for Acid-Base Titrations." (1994): 238. https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ed071p238.2