La titolazione potenziometrica redox utilizza le stesse approssimazioni adottate nelle altre tipologie di titolazioni. Si ipotizza che la reazione si completi e che le concentrazioni dei prodotti siano determinate dalla stechiometria della reazione. È possibile formulare un’equazione generale per calcolare il potenziale al punto equivalente considerando una reazione bilanciata tra le forme ridotte e ossidate come descritto di seguito.
Formula per il Calcolo del Potenziale al Punto Equivalente
Indice Articolo
Considerando le equazioni di Nernst relative alle due semireazioni, si ottiene:
– ln [AOx]/[ARed] = nAF (E – E°OA)/RT (3)
– ln [BOx]/[BRed] = nBF (E – E°OB)/RT (4)
Nel momento del punto equivalente, le concentrazioni si relazionano tra loro come segue:
[ARed] = mA[BOx]/mB
[AOx] = mA[BRed]/mB
Dividendo le due equazioni membro a membro, si ottiene un rapporto costante tra le concentrazioni.
Similmente, dalle equazioni (3) e (4) si può ricavare che:
nA (E – E°OA) = nB (E – E°OB)
Quindi, giungiamo alla seguente formula per il calcolo del potenziale al punto equivalente:
E = nA E°OA + nB E°OB / nA + nB
Applicazioni della Formula per il Calcolo del Potenziale al Punto Equivalente
Questa formula può essere applicata a varie reazioni, come ad esempio nel calcolo del potenziale al punto equivalente per la determinazione potenziometrica del ferro (II).
Una reazione comune è quella utilizzata nelle titolazioni permanganometriche:
5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ → 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O
Un altro esempio è la reazione tra Ce4+ e Fe2+, tipica delle titolazioni cerimetriche:
Ce4+ + Fe2+ → Ce3+ + Fe3+
Questi sono solo alcuni esempi delle numerose applicazioni della formula per il calcolo del potenziale al punto equivalente.
I vantaggi e gli svantaggi delle titolazioni potenziometriche
Le titolazioni potenziometriche offrono numerosi vantaggi rispetto alle titolazioni manuali tradizionali. Questo metodo può essere impiegato in una vasta gamma di reazioni di titolazione, quali titolazioni acido-base, ossidimetriche, per precipitazione e complessometriche. Una delle principali caratteristiche distintive della titolazione potenziometrica è la sua capacità di determinare il punto finale della reazione senza la necessità di utilizzare un indicatore.
Un altro punto a favore di questo approccio è la sua maggior precisione rispetto alle titolazioni manuali. Poiché il metodo è meno soggettivo, il punto di equivalenza può essere individuato in modo più accurato grazie alla curva di titolazione potenziometrica. Un’altra nota positiva è la flessibilità offerta da questo metodo, poiché spesso gli stessi elettrodi possono essere impiegati in diverse titolazioni, a differenza delle titolazioni basate sugli indicatori che dipendono fortemente dalla scelta dell’indicatore.
La specificità delle titolazioni potenziometriche
Le titolazioni potenziometriche offrono una precisione e una specificità che le rendono particolarmente utili in ambito analitico. Questo metodo consente di ottenere risultati affidabili e ripetibili, essenziali per garantire la corretta caratterizzazione di una sostanza o di una miscela.
La capacità di determinare il punto finale della reazione in modo preciso e oggettivo rende le titolazioni potenziometriche uno strumento indispensabile in laboratorio. Grazie alla curva di titolazione potenziometrica, è possibile monitorare l’andamento della reazione e individuare con precisione il punto in cui le concentrazioni delle specie chimiche in gioco sono equivalenti.
In conclusione, le titolazioni potenziometriche rappresentano un’importante risorsa per gli studiosi e gli operatori del settore chimico, offrendo una soluzione affidabile e versatile per la determinazione delle concentrazioni di sostanze inorganiche e organiche.
