La titolazione del bianco rappresenta una procedura fondamentale nell’analisi chimica quantitativa, utilizzata sia nei metodi volumetrici che in quelli strumentali. Questo particolare tipo di titolazione prevede di eseguire la procedura analitica senza la presenza dell’analita, utilizzando esclusivamente il solvente e gli altri reagenti nella stessa quantità e nelle stesse condizioni operative (acidità, volume, quantità di indicatore, ecc.) utilizzate nella successiva titolazione del campione.
Importanza della titolazione del bianco
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Lo scopo principale della titolazione del bianco è correggere eventuali errori sistematici che potrebbero manifestarsi durante l’analisi. Ad esempio, l’acqua deionizzata, spesso utilizzata come solvente, presenta una lieve acidità dovuta alla presenza di ioni H₃O⁺. Ciò potrebbe alterare i risultati delle titolazioni acido-base, rendendo necessario eseguire una titolazione del bianco per quantificare il volume di titolante basico necessario per neutralizzare questi ioni.
Una volta determinato questo volume, esso sarà sottratto al volume totale utilizzato nella titolazione con analita, isolando così la quantità reale di titolante consumato dalla sostanza in esame.
La titolazione del bianco nel metodo di Mohr
Il metodo di Mohr, sviluppato dal chimico tedesco Karl Friedrich Mohr, è un classico esempio in cui la titolazione del bianco è cruciale. Tale metodo è usato principalmente per determinare la concentrazione di ioni cloruro tramite titolazione argentometrica, utilizzando una soluzione standardizzata di nitrato di argento (AgNO₃).
Alla soluzione contenente ioni cloruro viene aggiunto un indicatore a base di ioni cromato (solitamente cromato di potassio). Durante la titolazione, il nitrato di argento reagisce selettivamente con i cloruri formando un precipitato bianco di cloruro di argento (AgCl). Una volta precipitato tutto l’AgCl disponibile, gli ioni argento in eccesso reagiscono con gli ioni cromato, formando il cromato di argento (Ag₂CrO₄), un precipitato rosso mattone che segnala il punto finale della titolazione.
Condizioni operative ottimali
Perché il metodo di Mohr funzioni correttamente, la titolazione deve essere eseguita in un intervallo di pH compreso tra 7 e 10. In condizioni troppo acide (pH < 7), lo ione cromato si converte in acido cromico, che non forma il precipitato finale. In ambienti troppo basici (pH > 10), invece, si forma idrossido di argento che può interferire con l’identificazione precisa del punto finale. La condizione ottimale si ottiene saturando la soluzione con idrogenocarbonato di sodio.
Esempio pratico di titolazione del bianco nel metodo di Mohr
Consideriamo un esempio concreto:
Un campione da 0,320 g contenente KCl (massa molecolare = 74,6 g/mol) viene sciolto in 50 mL d’acqua e titolato con 16,7 mL di nitrato di argento 0,100 M. Prima della titolazione del campione, è stata effettuata una titolazione del bianco, richiedendo 0,5 mL di nitrato di argento.
Il volume effettivo di nitrato di argento utilizzato per titolare l’analita si ottiene sottraendo il volume consumato nella titolazione del bianco:
Da questo volume si calcolano le moli di nitrato di argento (e quindi di KCl):
La massa di KCl nel campione:
La percentuale massa su massa di KCl nel campione sarà quindi:
Applicazioni
Questa tecnica trova applicazioni importanti nell’analisi chimica, dalla verifica della qualità dell’acqua (ad esempio acqua di mare) alla determinazione quantitativa di specie chimiche in miscele complesse contenenti ioni cloruro.
In conclusione, la titolazione del bianco è una procedura essenziale per ottenere risultati accurati e affidabili nelle analisi chimiche quantitative, garantendo la correzione degli errori sistematici intrinseci alle metodiche analitiche.
