Determinazione dell’alcalinità di una soluzione attraverso carbonati e idrogenocarbonati
L’alcalinità di una soluzione è la capacità degli elettroliti di reagire con gli acidi, neutralizzandoli o formando soluzioni tampone. Tale caratteristica può essere dovuta alla presenza di basi forti, basi deboli o sali che provocano idrolisi basica. Tra gli ioni che conferiscono alcalinità a una soluzione vi sono i carbonati CO3^2- e gli idrogenocarbonati HCO3^-.
Reazioni del carbonato
L’ione carbonato può agire da base di Brønsted e Lowry, accettando protoni. D’altra parte, l’ione idrogenocarbonato è un elettrolita anfotero, agendo sia da acido (donatore di ioni H3O+) che da base di Brønsted e Lowry. Entrambi contribuiscono all’alcalinità di una soluzione in misura variabile.
Determinazione dell’alcalinità
L’alcalinità di una soluzione può essere determinata mediante titolazione con un acido forte come l’HCl. Questa titolazione viene svolta utilizzando un doppio indicatore, inizialmente la fenolftaleina e successivamente il metilarancio. Il viraggio della fenolftaleina avviene a un pH pari a 8.3; questo indica la neutralizzazione degli ioni idrossido e di metà degli ioni carbonato, determinando l’alcalinità alla fenolftaleina. L’intero procedimento consente di misurare l’alcalinità totale, anche detta alcalinità al metilarancio.
Alcalinità alla fenolftaleina
Se l’alcalinità della soluzione è dovuta esclusivamente ai ioni idrossido, la neutralizzazione sarà completa al viraggio della fenolftaleina. Lo stesso avviene se l’alcalinità è provocata solo dalla presenza di carbonati. Per soluzioni contenenti idrossido e carbonato, al punto di viraggio della fenolftaleina si avrà la semineutralizzazione del carbonato, mentre l’aggiunta di ulteriore HCl in presenza di metilarancio porterà alla neutralizzazione dell’idrogenocarbonato.Per soluzioni contenenti carbonati e bicarbonati, al viraggio della fenolftaleina si avrà la semineutralizzazione del carbonato. Per individuare l’alcalinità è possibile utilizzare la relazione V2 – V1.
In caso l’alcalinità sia attribuibile solo alla presenza di HCO3^-, l’aggiunta di fenolftaleina non provocherà la formazione del colore rosa. La titolazione avverrà quindi utilizzando solamente il metilarancio e il volume di HCl corrisponderà al carbonato acido presente.
La determinazione dell’alcalinità di una soluzione è un processo fondamentale nella chimica analitica, consentendo di valutare la capacità di reazione degli elettroliti in soluzione.