Titolazione di un acido forte mediante una base forte

Titolazione di un acido forte mediante una base forte

Obiettivo:

Lo scopo della nostra esperienza è realizzare la titolazione di un acido forte e di una base forte.

Strumenti e materiali utilizzati:

1 buretta

1 becher

bacchetta in vetro

base di sostegno

HCl

NaOH

fenolfataleina (indicatore)

Premessa:

La prima definizione di acido e di base fu fatto da Arrhenius.

Secondo Arrhenius, gli acidi sono sostanze che in soluzione acquosa si ionizzano per dare ioni H⁺ e anioni, cioè elementi con carica negativa.

Mentre, una base secondo Arrhenius, è una sostanza che in soluzione acquosa si ionizza per dare ioni OH^- e cationi, cioè elementi con carica positiva.

La teoria di Arrhenius, però presenta parecchi limiti che però furono risolti da Brönsted e da Lowry.

Questa nuova teoria, afferma che un acido è una sostanza capace di donare ioni H⁺, mentre le basi sono quelle sostanze capaci di accettare ioni H⁺.

Nella teoria di Brönsted e Lowry il concetto di acido e di base è associato al protone che viene trasferito da una specie chimica ad un'altra, mentre Lewis definì base una molecola che può dare una coppia di elettroni(lone pairs) ad un altro atomo per formare un nuovo legame.

Invece definì acido, una molecola che può accettare una coppia di elettroni da un altro atomo per formare un nuovo legame.

Apparte queste diverse teorie, bisogna distinguere gli acidi forti da quelli deboli, e le basi deboli da quelle forti.

Per acido forte, si intende quell'acido che in acqua diventa completamente ionizzato e cede completamente idrogeno (H⁺),mentre per acido debole si intende quell'acido che in acqua non si ionizza completamente e quindi non cede del tutto gli ioni idrogeno.

Per base forte, si intende quella base che in acqua cede completamente ioni OH^-, mentre per base debole, si intende quella base che in acqua non cede completamente ioni OH^-. Visto che abbiamo già fatto la differenza tra acidi e basi, è necessario definire la titolazione.

Per titolazione, si intende un  metodo chimico usato per determinare la concentrazione di un acido o di una base aggiungendo un reattivo di natura opposta, di concentrazione nota. per titolare un acido forte è possibile utilizzare la reazione di neutralizzazione con una base forte di concentrazione (o titolo) nota, e quindi al fine di titolare l'HCl si ricorre all'uso della base forte: NaOH.

L'esperienza consiste quindi nel rilevare quanto volume di NaOH sarà necessario per giungere al punto di viraggio, cioè quanto NaOH bisognerà aggiungere alla soluzione acquosa di HCl per completare la reazione di neutralizzazione. Per capire quando la soluzione da titolare avrà raggiunto il punto di viraggio sarà necessario usare un indicatore: la fenolftaleina avente punto di viraggio pari a pH = 8,9, e di colore fucsia in soluzione basiche con pH maggiore al punto di viraggio. Grazie a questo indicatore la soluzione quando si troverà vicino al punto di viraggio e quindi compiuta la neutralizzazione si colorerà di un leggero rosa, che cambierà in fucsia se verranno aggiunte poche altre gocce di NaOH.

Indice N = normalità, V = volume.

Formula generale di pH:

Na* Va = Nb * Vb

N_a =  N_b * Va

V_b

Dati:

Va 20,0 ml

Vb: 12,8 ml

Nb: 10 M

Na: 15,6 M

Descrizione della procedura:

Posizionare la buretta nella base di sostegno e riempirla di 40 ml di NaOH.

Nel becher mettere 20,0 ml di HCl e 2-3 gocce di fenolftaleina.

A questo punto molto lentamente si apre il rubinetto della buretta curando che l'NaOH scenda lentamente per gocce singole nel becher contente HCl; occorre inoltre fare attenzione al fatto che le gocce cadano direttamente nella soluzione acida e non sulle pareti del becher. Ad ogni goccia caduta bisogna mescolare la soluzione con una bacchetta in vetro.

Il rubinetto si chiude non appena nonostante l'aver mescolato il becher, la soluzione rimane di un colore rosato.

Osservare il volume di NaOH.

Calcolare la normalità di HCl.

Conclusioni: La normalità di HCl è 15,6 M. L'esperienza del mio gruppo di lavoro si è concluso con una colorazione rosata della soluzione. Il fatto che siano bastate poche gocce per rendere completamente basica la soluzione di HCl è dovuto alla particolare reazione di neutralizzazione che avviene tra un acido e una base forte.