Volumetrie Acido-Bazica

VOLUMETRIA PRIN REACTII DE NEUTRALIZARE

1. Principiul metodei

În volumetria prin reactii de neutralizare reactia care se utilizeaza este aceea dintre un acid si o baza cu formare de sare si apa. Practic, neutralizarea consta în unirea ionilor de hidroniu ai unui acid, cu ionii de hidroxid ai unei baze, pentru a forma apa:

H3O+ + OH- => 2 H2O

Reactia de neutralizare decurge cu viteza mare si este însotita de degajare de caldura ( - 13,7 kcal/mol).

În analiza volumetrica prin reactii de neutralizare, se traseaza curba de titrare a unui acid cu o baza (sau invers), ce consta în a reprezenta într-un sistem de axe de coordonate, modificarea concentratiei în ioni H3O+ sau a pH-ului fata de procentul de acid sau baza neutralizat.

Din curbele de titrare se determina saltul de pH la punctul de echivalenta si în functie de aceasta se aleg acei indicatori a caror interval de viraj se afla în domeniul de pH al punctului de echivalenta. De aici rezulta ca sunt posibile acele sisteme acid-baza care au la punctul de echivalenta un salt de pH suficient de mare.

În tabelul urmator se prezinta variatia pH-ului în diferite momente ale titrarii acid-baza de concentratie 0,1 n, iar în figura alaturata curbele de neutralizare corespunzatoare.

Acid neutralizat % Acid tare* 0,1 n Acid slab** 0,1 n

H3O+ pH H3O+ pH

0 10-1 1 1,34 × 10-3 2,87

90,0 10-2 2 2,00 × 10-6 5,70

99,0 10-3 3 1,82 × 10-7 6,75

99,9 10-4 4 1,80 × 10-8 7,75

100,0 10-7 7 1,35 × 10-9 8,87

Exces

baza% 0,1 10-10 10 1,00 × 10-10 10,0

1,0 10-11 11 1,00 × 10-11 11,0

* HCl + NaOH => NaCl + H2O

** CH3COOH + NaOH <=> CH3COONa + H2O

Se observa ca la titrarea acidului tare cu baza tare, punctul de echivalenta coincide cu cel de neutralizare, iar a acidului slab cu baza tare se formeaza în solutie o sare hidrolizabila -punctul de echivalenta este la pH = 8,87, deci deplasat spre domeniul bazic (la titrarea unei baze slabe cu acid tare, pH-ul la punctul de echivalenta este deplasat spre domeniul acid pH < 7)

Exemplu: la titrarea acidului oxalic (acid slab) cu NaOH (baza tare) conform cu saltul de pH la punctul de echivalenta, indicatorul potrivit este fenolftaleina, cu interval de viraj 8,8 - 10,2.

Se observa ca la titrarea unui acid tare cu o baza tare si chiar acid slab (Ka = 1,8 × 10-5) cu o baza tare, saltul de pH este suficient de mare (4 - 6 unitati pH) pentru a alege un indicator care sa vireze în domeniul respectiv.

La titrarea acizilor slabi cu baze slabe, saltul de pH la punctul de echivalenta este mic si deci face imprecisa determinarea acestuia cu ajutorul unui indicator. În acest caz se recomanda folosirea unui amestec de indicatori sau sisteme tampon.

Factorii care influenteaza virajul indicatorului sunt: temperatura, solventii neaposi si concentratia indicatorului.

PARTEA EXPERIMENTALA

2. Prepararea solutiei etalon, exact 0,1 n de H2C2O4 × 2 H2O

Conform datelor prezentate în tabelul prezentat pentru prepararea a 1000 cm3 solutie 0,1 n sunt necesari 0,1echivalenti , adica 6,3024 g. Solutia etalon astfel obtinuta, serveste la determinarea factorului solutiei de hidroxid de potasiu ~ 0,1 n.

3. Prepararea solutiei aproximativ 0,1 n KOH

Hidroxidul de potasiu nu este o substanta etalon, deoarece nu este stabila, absorbind usor bioxidul de carbon si vaporii de apa din atmosfera.

Din aceste motive din KOH se prepara o solutie de normalitate aproximativa. Masa moleculara a KOH fiind 56, pentru prepararea unei solutii de 0,1n, se cântaresc pe o sticla de ceas, la balanta tehnica circa 6 g. hidroxid care se spala repede de 1-2 ori cu apa distilata fiarta si racita (libera de CO2), pentru a îndeparta stratul de carbonat format la suprafata granulelor. Granulele se introduc apoi prin intermediul unei pâlnii într-o sticla de 1 litru. Se agita bine pâna la completa dizolvare a substantei, apoi se