Calcoli coinvolti nella titolazione. Calcoli nella titolazione

Il testo Titolazione ha mostrato come viene eseguita questa tecnica di analisi volumetrica, il cui obiettivo principale è identificare la concentrazione di una soluzione attraverso la sua reazione con un'altra soluzione di concentrazione nota.

Ora vedremo come utilizzare i dati ottenuti nella titolazione per arrivare alla concentrazione desiderata, che può essere un acido o una base in soluzione. Per farlo, ci sono fondamentalmente tre passaggi:

Vediamo un esempio:

Supponiamo che un chimico avesse una soluzione di acido acetico (aceto (CH₃COOH_(Qui))) e volevo scoprire la sua concentrazione in mol/L. Quindi, ha messo 20,0 ml di aceto (titolato) in una beuta di Erlenmeyer e ha aggiunto l'indicatore di fenolftaleina. Quindi ha riempito una buretta da 100 ml con idrossido di sodio (NaOH) di concentrazione nota (titolante) pari a 1,0 mol/L. Infine, il chimico ha eseguito la titolazione e ha notato che il cambiamento di colore (punto di svolta - quando ha interrotto la titolazione) si è verificato quando sono stati consumati 24 mL di NaOH.

Sulla base di questo esperimento, ha ottenuto i seguenti dati:

M_CH3COOH= ?
V_CH3COOH = 20 mL = 0,02 L
M_NaOH = 24 mL = 0,024 L
V_NaOH = 1,0 mol/L

Dove M = concentrazione in mol/L e V = volume in L.

Per conoscere la concentrazione dell'acido acetico dobbiamo prima saper scrivere l'equazione chimica che rappresenta la reazione di neutralizzazione opportunamente bilanciata avvenuta. In questo caso la reazione è la seguente:

1 CH₃COOH_(Qui) + 1 NaOH_(Qui) → 1 NaC₂H₃oh_2(ac) + 1 ora₂oh_(ℓ)

Questa parte è importante per vedere il rapporto stechiometrico al quale reagiscono i reagenti. Si noti che il rapporto è 1:1, cioè per ogni mole di acido acetico è necessaria 1 mole di idrossido di sodio.

Ora possiamo procedere con i calcoli in due modi:

(1°) Attraverso la formula: M_1. V₁ = M_2. V₂

Poiché il rapporto stechiometrico è 1:1, dobbiamo: no_CH3COOH = n_NaOH .

Essere M = n/V → n = M V. Arriviamo così alla lista di cui sopra, che può, in questo caso, essere scritta così: M_{CH3COOH. CH3COOH} = M_NaOH. V_NaOH

Quindi, basta sostituire i valori di questa formula:

M_CH3COOH. V _CH3COOH = M_NaOH. V_NaOH
 M_CH3COOH. 0,02 L = 1,0 mol/L_. 0,024 litri
M_CH3COOH = 0,024 moli
0,02 litri
M_CH3COOH = 1,2 mol/L

Pertanto, la concentrazione iniziale della soluzione di acido acetico, il nostro titolo, era 1,2 mol/l.

Nota importante: Se il rapporto stechiometrico non fosse 1:1, sarebbe sufficiente moltiplicare la concentrazione in mol/L (M) delle sostanze per i rispettivi coefficienti. Ad esempio, se il rapporto fosse 1: 2, avremmo il seguente:

M_1. V₁ = 2. M_2. V₂

Ma ecco un altro modo per eseguire questi calcoli:

(2°) Attraverso le regole del tre:

1 CH₃COOH_(Qui) + 1 NaOH_(Qui) → 1 CH₃COONa_(Qui) + 1 ora₂oh_(ℓ)
1 mol 1 mol 1 mol 1 mol
1. 60 g 1. 40 gr1. 82 g 1. 18 g
Queste masse sono le masse molecolari calcolate per ciascuna sostanza.

* Sapendo che il volume esaurito della soluzione NaOH 1.0 mol/L_(Qui) era 24 mL, possiamo prima scoprire la quantità di materia (mol) di NaOH che ha reagito:

1 mole di NaOH → 1,0 L 

1 mole di NaOH 1000 ml
x 24 ml
x = 0,024 moli di NaOH

* Poiché il rapporto è 1:1, la quantità di materia (mol) di acido acetico dovrebbe essere la stessa di NaOH: 0,024 mol.

Osservazione: Se il rapporto stechiometrico fosse diverso, lo terremmo in considerazione in questa parte. Ad esempio, se fosse 1:3 e la quantità di materia di una specie chimica reattiva fosse pari a 0,024 moli, quella dell'altra sostanza sarebbe tripla: 0,072.

* Adesso calcoliamo:

20 ml di aceto 0,024 moli di acido acetico
1000 ml di aceto e
y = 1.2 moli

Cioè, c'è 1.2 mol/L, che è lo stesso valore che abbiamo ottenuto nel metodo precedente.

di Jennifer Fogaça
Laureato in Chimica

Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculos-envolvidos-na-titulacao.htm