Titolazioni di basi: esercizi svolti
Le titolazioni di miscele di basi, come il sodio e il carbonato di sodio, presentano in genere due punti equivalenti. In queste titolazioni, si utilizzano due indicatori che devono virare ad opportuni valori di pH. Ad esempio, si può titolare una soluzione contenente una miscela di due basi purché la costante di equilibrio K_b della base più forte sia almeno 10^4 volte maggiore rispetto alla K_b della base più debole.
Esercizio 1
Per neutralizzare completamente 25.0 mL di una soluzione di NaOH e Na_2CO_3 sono occorsi 25.0 mL di una soluzione 0.200 N di HCl usando come indicatore la fenolftaleina. Un ugual misura di soluzione è stata titolata da 60 mL di HCl 0.100 N usando come indicatore il metilarancio. Calcolare le concentrazioni di NaOH e Na_2CO_3 presenti nella soluzione.
La titolazione dipende dall’indicatore usato. Se viene usato il metilarancio, l’acido cloridrico usato titolerà entrambe le basi. Se viene usata la fenolftaleina, essa titolerà l’idrossido di sodio e la metà del carbonato di sodio.
Detti x = m Eq di NaOH e y = m Eq di Na_2CO_3, le m Eq di HCl sono pari a 25.00 mL∙0.200 N = 5.00. Nella titolazione in cui si usa il metilarancio, l’acido titola sia NaOH che Na_2CO_3, pertanto: m Eq di HCl = m Eq di NaOH + Na_2CO_3, quindi 6.00 = x + y.
Risolvendo il sistema di due equazioni in due incognite, si ottiene x = 4.00 = m Eq di NaOH = 0.00400 eq e y = 10.0 – 2 ( 4.00) = 2.00 = m Eq di Na_2CO_3 = 0.00200 eq.
Le concentrazioni di NaOH e Na_2CO_3 sono rispettivamente 6.4 g/L e 4.24 g/L.
Esercizio 2
Una soluzione di Na_2CO_3 e NaHCO_3 avente volume di 25.0 mL è titolata con 40.0 mL di HCl 0.100 N usando come indicatore il metilarancio. Un ugual volume di tale soluzione è titolato da 15.0 mL di HCl 0.100 N usando come indicatore la fenolftaleina. Determinare le concentrazioni dei due sali presenti nella soluzione.
L’analisi dipende dall’indicatore usato. Se viene usato il metilarancio, l’acido cloridrico titolerà entrambe le basi. Se è usata la fenolftaleina, essa titolerà la metà del carbonato di sodio.
Le concentrazioni di Na_2CO_3 e NaHCO_3 sono rispettivamente 6.36 g/L e 3.36 g/L.