• Pregătirea unei soluții etalon de carbonat de sodiu.
• Determinarea tăriei unei soluții date de acid clorhidric prin titrare cu o soluție etalon de carbonat de sodiu.

Ce este titrarea?

Una dintre metodele importante în analiza cantitativă este analiza volumetrică, o tehnică de laborator frecvent utilizată. Ea este utilizată pentru a determina concentrația necunoscută a unei probe prin măsurarea volumului acesteia. Acest proces se mai numește și titrare. Într-o titrare, o soluție de concentrație necunoscută reacționează cu o soluție de concentrație cunoscută. Soluția luată în buretă se numește titrant, iar soluția luată în balonul conic se numește analit.

Ce înseamnă punctul final al unei titrări?

Punctul final al unei titrări este punctul în care reacția dintre titrant și analit devine completă. În general, punctul final al unei titrări se determină cu ajutorul unor indicatori.

Ce este o soluție etalon?

O soluție de concentrație cunoscută se numește soluție etalon. O soluție etalon poate fi preparată prin dizolvarea unei cantități cunoscute de substanță într-un volum definit de solvent. Substanța utilizată la prepararea soluției etalon poate fi clasificată în două tipuri.

Etalon primar

Un etalon primar are următoarele caracteristici.

• Este foarte pur și este disponibil ieftin.
• Este foarte solubil în apă.
• Nu este nici delicvescent, nici higroscopic.
• Este foarte stabil.

Acidul oxalic, sarea lui Mohr, dicromatul de potasiu sunt câteva exemple de standarde primare.

Etalon secundar

Substanțele ale căror soluții etalon nu pot fi preparate direct se numesc etaloane secundare.

Câteva exemple sunt hidroxidul de sodiu și permanganatul de potasiu.

Cum se exprimă concentrația unei soluții?

Concentrația unei soluții poate fi exprimată în următoarele moduri.

Normalitate: Se definește ca fiind numărul de grame echivalent de solut dizolvat într-un litru de soluție. Se notează cu litera „N”.

Molaritatea: Se definește ca fiind numărul de moli gram de solut dizolvat într-un litru de soluție. Se notează cu litera „M”.

Molalitate: Se definește ca fiind numărul de moli de solut dizolvat în 1Kg de solvent. Se notează cu litera ‘m’.

Ce înseamnă titrare acido-bazică?

Titrarea poate fi clasificată în mai multe tipuri în funcție de reacțiile chimice care au loc în timpul titrării. Una dintre titrările cunoscute în mod obișnuit este titrarea Acid-Bază. Este o metodă utilizată pentru a determina tăria unui acid sau a unui alcalin și acest tip de titrare se bazează pe reacția de neutralizare. În această reacție, acizii și bazele reacționează pentru a forma sare și apă.

Ce este un indicator?

Un indicator este o substanță chimică care suferă o schimbare de culoare la punctul final. Punctul final al unei titrări acido-bazice poate fi determinat cu ajutorul indicatorilor acido-bazici. Indicatorii acido-bazici sunt fie acizi organici slabi, fie baze organice slabe. Schimbarea de culoare a unui indicator depinde de pH-ul mediului. Forma neionizată a unui indicator are o singură culoare, dar forma sa ionizată are o culoare diferită.

Considerăm, de exemplu, indicatorul fenolftaleină, a cărui ionizare poate fi scrisă sub forma:

,

Câteva exemple obișnuite de indicatori acido-bazici

Indicatori	Indiferent de pH	Acid	Bază
Fenolftaleină	8.0 – 10,0	Incolor	Roz
Portocaliu de metil	3,1 – 4,4	Roșu	Portocaliu
Roșu de metil	4,4 – 6.2	Roșu	Galben
Roșu de fenol	6,4 – 8,0	Galben	Roșu	Roșu
Albastru de timol	1,2 – 2.8	Roșu	Galben
Albastru de timol	8,0 – 9,6	Galben	Albastru	Albastru
Galben de metil	2.9 – 4,0	Roșu	Galben

Care sunt diferitele tipuri de titrări acid-bază?

Titrarea acid-bază poate fi clasificată în următoarele tipuri.

1. Titrare acid puternic-bază puternică:În acest tip, un acid puternic este titrat cu o bază puternică. Atât acidul cât și baza sunt de forță egală, astfel că la punctul final, pH-ul va fi neutru. Indicatorii utilizați sunt fenolftaleina și portocaliul de metil.
   • Exemplu: Titrarea HCl vs NaOH
2. Titrare acid puternic-bază slabă: În acest tip, un acid puternic reacționează cu o bază slabă pentru a forma o soluție acidă. Deci pH-ul soluției este <7. Portocaliul de metil este indicatorul folosit pentru a determina punctul final.
   • Exemplu: Titrarea HCl vs NH4OH
3. Titrare bază puternică – acid slab: Aici o bază puternică reacționează cu un acid slab pentru a forma o soluție bazică. Deci pH-ul soluției este >7. În acest tip, fenolftaleina este un indicator potrivit pentru determinarea punctului final.
   • Exemplu: Titrarea CH3COOH vs NaOH
4. Titrare acid slab – bază slabă: Acest tip de titrare nu este foarte practic. Aici atât acidul cât și baza sunt foarte slabe, deci nu se ionizează complet. Astfel, este dificil de determinat intervalul de pH din jurul punctului final și este dificil de ales un indicator adecvat pentru acest tip de titrare.
   • Exemplu: Titrarea CH3COOH vs NH4OH

Cum determinăm tăria unui anumit acid sau a unei baze?

Determinarea tăriei se bazează pe legea echivalenților. Conform acestei legi, numărul de echivalență al substanței care urmează a fi titrată este egal cu numărul de echivalență al titrantului folosit.

Considerăm o titrare acid-alcalin. V1 cm3 este cantitatea de soluție acidă de normalitate N1 necesară pentru a neutraliza V2 cm3 dintr-o bază de normalitate N2.

Știm că 1000 cm3 de soluție acidă 1N conțin acid = 1 gram echivalent

V1 cm3de soluție acidă 1N conține acid= V1/1000 grame echivalent

Atunci numărul de grame echivalent de acid în V1 cm3 de soluție acidă N1 este;

În mod similar, numărul de grame echivalente de bază în V2 cm3 de soluție bazică N2 este;

Potrivit legii echivalenților, la punctul final,

i.e,

Aceasta se numește ecuația normalității.

În mod similar, ecuația molarității poate fi scrisă ca,

Aici determinăm tăria HCl-ului prin titrare cu o soluție etalon de carbonat de sodiu și ele reacționează pentru a forma NaCl, CO2 și apă. Reacția chimică poate fi reprezentată sub forma;

Aici 1 mol de carbonat de sodiu reacționează cu 2 moli de HCl. Deci, conform ecuației de molaritate,

Rezultatele învățării

1. Studenții înțeleg termenii: estimare cantitativă, titrări acido-bazice, punct final, soluții standard, molaritate, molalitate, normalitate și indicatori…
2. Studenții pot calcula tăria unui acid sau a unei baze date folosind ecuațiile de molaritate sau normalitate.
3. Studenții dobândesc abilitatea de a pregăti soluția etalon și de a determina punctul final.
4. Studenții dobândesc abilitatea de a selecta indicatorii în funcție de natura soluției.
5. Studenții sunt familiarizați cu aparatura folosită pentru titrare.
6. Studenții dobândesc abilitatea de a efectua titrarea folosind carbonat de sodiu și acid clorhidric în laboratorul real, odată ce vizualizează diferitele etape.

.