STANDARDIZZAZIONE DELLE SOLUZIONI: IN COSA CONSISTE ED ESERCIZI - CHIMICA - 2026

La standardizzazione delle soluzioni è un processo che consente la determinazione esatta della concentrazione di una soluzione. Le sostanze utilizzate per questo scopo sono chiamate standard primari.

Una soluzione viene standardizzata utilizzando il metodo della titolazione volumetrica (titolazione), sia con tecniche classiche che strumentali (potenziometria, colorimetria, ecc.).

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Per fare ciò, la specie disciolta reagisce in anticipo con uno standard primario pesato. Pertanto, l'uso di palloncini volumetrici è essenziale per queste analisi quantitative.

Ad esempio, il carbonato di sodio è uno standard primario utilizzato nella standardizzazione degli acidi, compreso l'acido cloridrico che diventa un titolante, poiché può essere utilizzato nella titolazione dell'idrossido di sodio. Pertanto, è possibile determinare la basicità di un campione.

I volumi del titolante vengono aggiunti continuamente finché non ha reagito con una concentrazione equivalente dell'analita. Ciò indica che è stato raggiunto il punto di equivalenza del grado; in altre parole, il titolante "neutralizza" completamente l'analita trasformandolo in un'altra specie chimica.

È noto quando l'aggiunta del titolante deve essere terminata utilizzando degli indicatori L'istante in cui l'indicatore cambia colore è detto punto finale della titolazione.

Cos'è la standardizzazione?

La standardizzazione non è altro che ottenere uno standard secondario che servirà per determinazioni quantitative. Come? Perché se conosci la sua concentrazione, puoi sapere quale sarà l'analita una volta titolato.

Quando è richiesta un'elevata precisione nella concentrazione delle soluzioni, sia la soluzione titolante che la soluzione alla quale si intende titolare sono standardizzate.

Le reazioni in cui viene utilizzato il metodo di titolazione includono:

-Reazioni acido-base. Utilizzando il metodo volumetrico, è possibile determinare la concentrazione di molti acidi e basi.

-Le reazioni di riduzione dell'ossido. Le reazioni chimiche che coinvolgono l'ossidazione sono ampiamente utilizzate nell'analisi volumetrica; come, ad esempio, determinazioni iodometriche.

-Le reazioni di precipitazione. Il catione d'argento precipita insieme ad un anione del gruppo degli alogeni, come il cloro, ottenendo cloruro d'argento, AgCl.

-Reazioni di formazione complessa, ad esempio la reazione dell'argento con lo ione cianuro.

Caratteristiche degli standard primari

Le sostanze utilizzate come standard primari devono soddisfare una serie di requisiti per adempiere alla loro funzione di standardizzazione:

-Avere una composizione nota, poiché altrimenti non si saprà esattamente quanta parte dello standard dovrebbe essere pesata (tanto meno calcolare la sua concentrazione successiva).

-Essere stabile a temperatura ambiente e resistere alle temperature necessarie per l'essiccazione in forno, comprese temperature uguali o superiori alla temperatura di ebollizione dell'acqua.

-Avere una grande purezza. In ogni caso, le impurità non devono superare lo 0,01-0,02%. Inoltre, le impurità possono essere determinate qualitativamente, il che faciliterebbe la rimozione di possibili interferenti nelle analisi (volumi errati di titolante utilizzati, ad esempio).

-Sono facili da asciugare e non possono essere così igroscopici, cioè trattengono l'acqua durante l'asciugatura. Né dovrebbero perdere peso se esposti all'aria.

-Non assorbire gas che possono produrre interferenze, così come la degenerazione del pattern

-Reagire rapidamente e stechiometricamente con il reagente titolante.

-Avere un peso equivalente elevato che riduce gli errori che possono essere commessi durante la pesatura della sostanza.

Esempi di standard primari

Standardizzare le basi

-Acido solfosalicilico

-Acido benzoico

-Ftalato acido di potassio

-Acido Solfanilico

-Acido ossalico

Standardizzare gli acidi

-Trishydroxymethyl aminomethane

-Carbonato di sodio

-Borace (miscela di acido borico e borato di sodio).

-Tri-idrossimetil-amminometano (noto come THAM)

Per standardizzare i reagenti redox

-Ossido osseo

-Ferro

-Bicromato di potassio

-Rame

esercizi

Esercizio 1

Una certa quantità di carbonato di sodio (standard primario per acidi) del peso di 0,3542 g viene sciolta in acqua e titolata con una soluzione di acido cloridrico.

Per raggiungere il punto di svolta dell'indicatore arancione metile, aggiunto alla soluzione di carbonato di sodio, sono stati spesi 30,23 mL della soluzione di acido cloridrico. Calcola la concentrazione di HCl.

Questa è la soluzione che verrà standardizzata, utilizzando il carbonato di sodio come standard primario.

Na ₂ CO ₃ + 2 HCl => 2 NaCl + H ₂ O + CO ₂

pEq (Na ₂ CO ₃ = pm / 2) (peso molecolare di Na ₂ CO ₃ = 106 g / mol)

pEq = (106 g / mol) / (2 Eq / mol)

= 53 g / Eq

Al punto di equivalenza:

mEq HCl = mEq di Na ₂ CO ₃

VHCl x N HCl = mg Na ₂ CO ₃ / pEq N _a CO ₃

30,23 mL x N HCl = 354, mg / (53 mg / mEq)

E poi cancellando la normalità dell'HCl, N:

30,23 mL x N HCl = 6,68 mEq

N HCl = 6,68 mEq / 30,23 mL

N HCl = 0,221 mEq / mL

Esercizio 2

Lo ftalato di potassio (KHP) viene utilizzato per standardizzare una soluzione NaOH, uno standard primario che è un solido stabile all'aria e facile da pesare.

1.673 grammi di ftalato di potassio vengono sciolti in 80 mL di acqua e vengono aggiunte 3 gocce di una soluzione di indicatore di fenolftaleina, che sviluppa un colore rosa al punto finale della titolazione.

Sapendo che la titolazione KHP consuma 34 mL di NaOH, qual è la sua normalità?

Peso equivalente di ftalato di potassio = 204,22 g / Eq

All'endpoint di equivalenza:

Equivalenti di NaOH = Equivalenti di KHP

VNaOH x N = 1,673 g / (204,22 g / Eq)

Equivalenti di KHP = 8.192 · 10 ^-3 Eq

Così:

V NaOH x N OH = 8,192 · 10 ^-3 Eq

E poiché sono stati utilizzati 34 ml (0,034 l), è stato sostituito nell'equazione

N NaOH = (8,192 · 10 ^-3 Eq / 0,034 L)

= 0,241 N

Esercizio 3

Un campione di CaCO ₃ puro (uno standard primario) del peso di 0,45 g, viene sciolto in un volume di acqua e, dopo averlo solubilizzato, viene completato con acqua a 500 mL in un matraccio volumetrico.

Prendi 100 mL della soluzione di carbonato di calcio e mettili in una beuta. La soluzione è titolata con 72 mL di acido etilendiamminotetraacetico (EDTA), utilizzando l'indicatore nero eriocromo T.

Calcola la molarità della soluzione AEDT

Al punto di equivalenza del grado:

mmol EDED = mmol CaCO ₃

V x molarità di EDTA = mg CaCO ₃ / PM CaCO ₃

Dalla soluzione di carbonato di calcio in 500 mL sono stati prelevati 100 mL per la titolazione, cioè 0,09 g (un quinto di 0,45 g). Così:

0,072 L x M EDTA = 0,09 g / 100,09 g / mol

M di AEDT = 8,99 10 ^-4 mol / 0,072 L

= 0,0125

Riferimenti

1. Galano Jiménez A. e Rojas Hernández A. (nd). Sostanze standard per la standardizzazione di acidi e basi. . Estratto da: depa.fquim.unam.mx
2. Standardizzazione delle soluzioni titolanti. . Estratto da: ciens.ucv.ve:8080
3. Wikipedia. (2018). Soluzione standard. Estratto da: es.wikipedia.org
4. Chimica 104: Standardizzazione di soluzioni di acido e base. Estratto da: chem.latech.edu
5. Day, RA e Underwood, AL (1989). Chimica analitica quantitativa. 5a edizione. Pearson, Prentice Hall.