La titolazione rappresenta una tecnica di analisi quantitativa fondamentale nel determinare la concentrazione di una soluzione di interesse. Il processo delle titolazioni si svolge in diverse forme, inclusi metodi acido-base, ossidimetrici, complessometrici e di precipitazione, con l’utilizzo di un titolante di concentrazione nota accuratamente standardizzata.
Questi esercizi forniscono opportunità per esplorare la titolazione oltre i soliti calcoli del pH che si svolgono con l’aggiunta di titolante.
Standard Primario: Biftalato di Potassio e Standardizzazione del NaOH
Per una titolazione efficace, si deve utilizzare uno standard primario come il biftalato di potassio per calibrare correttamente una soluzione di NaOH.
- Determina la concentrazione di NaOH sapendo che 0.1280 g di biftalato di potassio, avente un peso molecolare di 204.22 g/mol, sono neutralizzati da 28.54 mL di NaOH.
Calcolo delle moli di biftalato di potassio:
[ text{Moli biftalato di potassio} = frac{0.1280 text{ g}}{204.22 text{ g/mol}} = 0.0006277 text{ mol} ]
Avendo un rapporto stechiometrico di 1:1 con il NaOH, otteniamo:
[ text{Moli NaOH} = 0.0006277 text{ mol} ]
Da cui la concentrazione di NaOH è:
[ M = frac{0.0006277 text{ mol}}{0.02854 text{ L}} = 0.02196 text{ M} ]
Calcolo della Quantità da Utilizzare nella Standardizzazione
- Quanti grammi di biftalato di potassio sono necessari per standardizzare una soluzione di NaOH avente una concentrazione approssimata di 0.050 M, utilizzando circa 30 mL di tale soluzione?
Moli di NaOH: ( 0.030 text{ L} times 0.050 text{ mol/L} = 0.0015 text{ mol} )
Corrispettivo in biftalato di potassio:
[ text{Grammi necessari} = 0.0015 text{ mol} times 204.22 text{ g/mol} = 0.31 text{ g} ]
Concentrazione di H2SO4 Determinata Tramite Titolazione
- Come calcolare la concentrazione di H2SO4, sapendo che 155 mL di tale acido sono neutralizzati da 38.0 mL di NaOH 0.750 M?
Moli di NaOH consumate: ( 0.750 text{ mol/L} times 0.0380 text{ L} = 0.0285 text{ mol} )
Rapporto stechiometrico ( text{NaOH:H}_{2}text{SO}_{4} = 2:1 ):
[ text{Moli H}_{2}text{SO}_{4} = frac{0.0285}{2} = 0.0143 text{ mol} ]
Concentrazione dell’H2SO4:
[ text{M } = frac{0.0143 text{ mol}}{0.155 text{ L}} = 0.0919 text{ M} ]
Fissare la Concentrazione di HCl Usando il Carbonato di Sodio
- Stabilisci la concentrazione di una soluzione di HCl se 28.35 mL di questa vengono neutralizzati da 0.263 g di carbonato di sodio.
Moli di carbonato di sodio:
[ text{Moli Na}_{2}text{CO}_{3} = frac{0.263 text{ g}}{105.9888 text{ g/mol}} = 0.00248 text{ mol} ]
Rapporto ( text{Na}_{2}text{CO}_{3}text{:HCl} = 1:2 ):
Moli di HCl richieste: ( 0.00248 times 2 = 0.00496 text{ mol} )
Concentrazione di HCl:
[ text{M HCl} = frac{0.00496 text{ mol}}{0.02835 text{ L}}= 0.175 text{ M} ]
Calcolo della Percentuale di Acido Ossalico in un Campione
- Un campione da 0.5537 g contenente acido ossalico viene titolato con 21.62 mL di NaOH 0.09377 M. Determina la percentuale di acido ossalico presente nel campione.
Moli di NaOH in reazione:
[ text{Moli NaOH} = 0.09377 text{ mol/L} times 0.02162 text{ L} = 0.002027 text{ mol} ]
Rapporto ( text{Acido Ossalico:NaOH} = 1:2 ):
Moli di acido ossalico: ( 0.002027/2 = 0.001014 text{ mol} )
Massa di acido ossalico corrispondente: ( 0.001014 text{ mol} times 90.03 text{ g/mol} = 0.09129 text{ g} )
Percentuale di acido ossalico nel campione:
[ % text{ Acido Ossalico} = frac{0.09129 text{ g} times 100}{0.5537 text{ g}} = 16.49 % ]
Queste operazioni di titolazione sono essenziali per la precisione degli esperimenti di laboratorio, e la padronanza di tali tecniche è cruciale per gli analisti chimici. La capacità di eseguire calcoli corretti è fondamentale e richiede una solida comprensione delle reazioni chimiche e dei loro rapporti stechiometrici.