Analisi qualitativa del pH di una soluzione acida

Relazione di laboratorio: “Analisi qualitativa pH di una soluzione acida (con relativa verifica quantitativa dei risultati ottenuti)”

Evidenziare, mediante l’uso di opportuni indicatori di pH, come l’acidità di una soluzione varia gradualmente in relazione a diluizioni seriali ottenute progressivamente mantenendo un rapporto costante 1:10.

Materiali

- Una serie da 7 becher da 20 ml
- Due serie da 7 provette
- Portaprovette
- Pipette Pasteur
- Acqua demineralizzata
- Acido cloridrico [HCl] 1M (ACIDO FORTE)
- Indicatore universale del pH
- Fenoftaleina
- Blu di bromotimolo

Procedimento

1. Inserire in ciascuno dei becher 18ml di acqua demineralizzata.
2. Aggiungere nel primo becher 2ml della soluzione madre di HCl a concentrazione 1M.
3. Procedere in serie ottenendo un totale di sei diluizioni progressivamente sempre meno concentrate. Per farlo prelevare 2ml della soluzione 0,1M ottenuta mediante la prima diluizione a partire dalla soluzione madre ed inserirla nel secondo becher. Mescolare la soluzione risultante insufflando ripetutamente aria con l’ausilio della pipetta. Procedere così facendo di diluizione in diluizione. IN QUESTA FASE è FONDAMENTALE procedere con ordire e organizzazione senza confondere i rispettivi becher. è consigliabile annotare la concentrazione molare di ciascuno.
4. Suddividere analogamente il contenuto di ciascun becher in ogni provetta, ottenendo così tre serie parallele di soluzione diluita in serie.
5. Inoltre mantenere in ogni serie un becher o una provetta contenete solo acqua demineralizzata, così da avere sempre come riferimento anche un controllo negativo.
6. Inserire nelle provette di ogni serie rispettivamente 4 gocce di: indicatore universal di pH, fenoftaleina, blu di bromotimolo.

Osservazioni

Nelle due serie di diluizioni nelle quali era stato rispettivamente aggiunto come indicatore di pH l’indicatore universale e il blu di bromotimolo è riscontrabile un sostanziale viraggio di colore. In particolare si vengono ad ottenere due scale cromatiche ben definite.
Nella prima, ottenuta con l’indicatore universale, si parte dal rosso acceso della soluzione maggiormente concentrata, per poi passare gradualmente a tonalità arancioni, gialle e infine verdi, per terminare con il verde scuro della pura acqua demineralizzata, che costituisce il nostro controllo negativo.
Per quanto invece riguarda il blu di bromotimolo ciò che si ottiene è una scala cromatica, che sempre procedendo dalla soluzione meno diluita alla più diluita, vede il susseguirsi di sfumature cromatiche dal giallo, al verde e poi all’azzurro.
Per quanto riguarda invece la serie marcata con la fenoftaleina, non viene riscontrato alcun viraggio di colore. Questa costituisce infatti una sostanza indicatrice di basi, rimanendo incolore in ambiente acido, con valori di pH inferiori a 8,3.
Inoltre, confrontando ciascuna delle nostre serie di diluizioni a base di acido cloridrico, ovvero un acido forte, e di conseguenza costituenti un ambiente acido, con altrettante serie ottenute da diluizione progressive di una base debole quale l’ammoniaca, è possibile ottenere una scala cromatica completa per ciascun indicatore. Organizzate opportunamente le soluzioni basiche accanto a quelle acide, ovvero partendo dalla soluzione acida più concentrata per terminare con la soluzione basica più concentrata, è infatti osservabile come nel caso della fenoftaleina si verifichi un viraggio di colore discretamente osservabile a partire dalla soluzione concentrata 10^-9: a un tenue violetto appena visibile si sostituisce un colore fucsia sempre più acceso.
Nel caso della serie basica trattata con il blu di bromotimolo invece l’azzurro diventa sempre più intenso fino a sfociare in tinte di blu sempre più scuro. Analogamente, per quanto invece riguarda la serie evidenziata con l’indicatore universale, si ottengono delle tonalità di verde sempre più scuro seguito poi da blu, anche questo progressivamente sempre più intenso.
Il motivo per cui con l’indicatore universale si riesca ad ottenere una scala cromatica pressochè completa è dovuto al fatto che quest’ultimo sia una soluzione costituita principalmente da tre sostanze sensibili al pH: il rosso metile, la fenolftaleina ed il blu di bromotimolo. La colorazione in funzione del pH della miscela risulta pertanto essere la sommatoria cromatica delle diverse tinte delle singole sostanze, variabili rispettivamente dal rosso al giallo, dal bianco al rosso e dal giallo al blu secondo il crescendo del valore di pH. Di conseguenza è la diversa concentrazione degli acidi o delle basi presenti nella soluzione analizzata che determina un differente viraggio di colore.

Calcolando a questo punto il pH di ciascuna delle sei soluzioni ottenute, è possibile verificare, in relazione alle tonalità ottenute, se i risultati siano effettivamente verificabili o meno.

S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7
[HCl]=[H3O+] 0,1 1,0E-02 1,0E-03 1,0E-04 1,0E-05 1,0E-06 1,0E-07
pH 1 2 3 4 5 6 7