Chimica: come risolvere le titolazioni

Tramite: O2O 16/10/2018
Difficoltà: media
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Introduzione

Il momento preferito di ogni studente che si rispetti sono le amate vacanze. Nonostante ciò, non bisogna dimenticare di assolvere ai propri doveri e di completare i compiti assegnati. I compiti per le vacanze possono davvero essere un terribile incubo, ma non sempre. Soprattutto coloro che devono colmare il debito formativo, hanno bisogno di qualche spiegazione riepilogativa sugli argomenti più difficili. La chimica è una di quelle materie un po' insidiose e complesse da recuperare in vacanza. Infatti, per essere spiegata e compresa necessita di un grande impegno. Uno degli argomenti più interessanti che vengono trattati in questa disciplina sono le titolazioni o, più comunemente, la nomenclatura. Per noi diplomati da diversi anni questi concetti sembrano un lontano ricordo, ormai assolto e risolto. Eppure sarebbe bene ripassarli per aiutare i più giovani ad esercitarsi. Vediamo allora come risolvere le titolazioni seguendo le indicazioni fornite in questa pratica guida. Cominciamo.

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Occorrente

  • Conoscenze base sulle titolazioni
  • Abilità nel calcolo matematico
  • Tanto esercizio
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Cosa è una titolazione

La titolazione è una tecnica di analisi chimica utilizzata per determinare la concentrazione incognita di un acido o di una base in una soluzione (analita) facendola reagire con una soluzione a concentrazione (titolo) nota rispettivamente di una base o un acido (titolante).
In poche parole, quando il solvente e il soluto fanno parte di un composto, non sappiamo con certezza in quali percentuali occupano la suddetta mistura. Dobbiamo, dunque, ricorrere ad una tecnica per determinare la precisa misura e quantità. Le titolazioni ci permettono di fare proprio questo. Grazie ad esse possiamo scoprire il volume del "titolando" (la soluzione di cui non sappiamo il valore). Esso si trova a reagire con il "titolante" (la soluzione reagente). Di quest'ultima abbiamo invece il valore noto. Le titolazioni principali sono quelle acido-base e le cosiddette ossidoriduzioni. Vediamole entrambe.

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L’acido base

La sostanza di cui dobbiamo determinare il valore si chiama titolo. Mediante la risoluzione di una titolazione, troveremo il valore della concentrazione di un titolo all'interno di una soluzione. La titolazione acido-base è un tipo di titolazione utile per determinare la concentrazione ignota di un acido (alcalimetria) o una base (acidimetria), mediante una reazione di neutralizzazione che porta alla formazione di un sale più acqua. La soluzione da titolare può essere un acido o una base, sia debole che forte. Per determinare la sua concentrazione, conoscendo il valore della base, dovremo semplicemente individuare la quantità di ioni ossonio presenti nella soluzione. L'acido cloridrico ha un pH inferiore a 7. Aggiungendo una base di idrossido di sodio NaOH, di cui abbiamo il valore noto, gli ioni ossonio si legheranno agli ioni idrossido per formare l'acqua. Ne deriva quindi che da HCl + NaOH avremo (H3O+) + (OH-) = H2O. Una volta creata la molecola dell'acqua, troveremo il numero delle moli di idrossido di sodio. Il rapporto tra questo numero e il volume della soluzione di HCl ci fornirà la concentrazione dell'acido cloridrico.

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Le ossidoriduzioni

Le ossidoriduzioni sono un altro esempio di titolazione. Le titolazioni di ossidoriduzione (titolazioni redox) sono concettualmente analoghe alle titolazioni acido-base.Nelle titolazioni redox si titola una soluzione, ad esempio di una specie riducente a titolo non noto, con una soluzione a titolo noto di una specie ossidante, determinando il punto di equivalenza con un indicatore di ossidoriduzione, o meglio per via potenziometrica.Gli indicatori usati in queste titolazioni sono di norma specie con proprietà redox e quindi con determinati valori di E° Per risolverle, dovremo individuare il valore non noto del riducente. Noi conosciamo quello dell'ossidante. Come ben sappiamo, queste due soluzioni entreranno in contatto tra loro durante il processo di ossidoriduzione. L'ossidante verrà aggiunto al riducente in maniera graduale, In questo modo capiremo, dalle variazioni della soluzione ossidante, qual è la concentrazione del riducente. Solitamente la soluzione con valore noto che si impiega per risolvere le titolazioni redox è il permanganato di potassio, ovvero KMnO4. Esso agisce in tre ambienti diversi, ovvero quello acido, neutro e alcalino. La prima tipologia è quella che si analizza maggiormente. Ad esempio abbiamo il cloruro di sodio NaCl. Quando il sodio e il cloro reagiscono tra loro, avviene un trasferimento di elettroni. In questo modo si creerà stabilità tra le due molecole e si avranno Na+ e Cl-. Questo è un esempio di titolazione redox, nella quale l'atomo di sodio è il riducente e quello di cloro è l'ossidante. Il ruolo di riducente spetta al sodio perché questo cede un elettrone al cloro.

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Come risolvere le titolazioni

Per eseguire una titolazione bisogna utilizzare una buretta, ovvero un lungo tubo di vetro graduato dotato di rubinetto ad una delle due estremità. Aprendo il rubinetto della buretta viene aggiunto il titolante goccia dopo goccia nella soluzione da titolare, nella quale sono state aggiunte due o tre gocce di un opportuno indicatore. Non appena l'indicatore vira, bisogna interrompere l'erogazione del titolante chiudendo il rubinetto della buretta. Tramite la scala graduata presente nella buretta si misura il volume della soluzione titolante utilizzato nella titolazione.
Quando viene raggiunto il punto di equivalenza il pH della soluzione finale non è necessariamente neutro.

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Consigli

Non dimenticare mai:
  • Approfondiamo le titolazioni consultando un buon manuale di chimica.
  • Per risolvere le titolazioni, ripassiamo i concetti base sulle soluzioni chimiche.
Alcuni link che potrebbero esserti utili:

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