Guida pratica alla titolazione acido-base: strumenti, procedure e calcoli

La titolazione acido-base è una misurazione volta a determinare il titolo di una soluzione, cioè la concentrazione di un acido o di una base presenti in essa. Questa tecnica si basa su un’analisi volumetrica, effettuata utilizzando un’altra soluzione a titolo noto (ossia a concentrazione nota), detta titolante. Il fondamento chimico di ogni titolazione è una reazione di neutralizzazione, che si verifica quando, in uno stesso sistema, vengono a contatto una sostanza acida e una basica.

Come si effettua il monitoraggio e la scelta dell'indicatore?

L’andamento della titolazione è monitorato attraverso l'uso di un indicatore il cui pH di viraggio sia nella regione del punto equivalente. Se si utilizzano acidi deboli con basi forti (o viceversa) il pH inizialmente varia molto rapidamente, per poi stabilizzarsi al raggiungimento del punto di semi-equivalenza (quando è stata aggiunta metà della quantità di reagente necessaria alla neutralizzazione). In questo momento si è formata una soluzione tampone di massima efficacia (pH=pKa dell'acido o base debole titolata). Il salto di pH al punto di equivalenza è molto minore rispetto a sopra e la scelta dell'indicatore è quindi ristretta; questo valore di pH non è inoltre necessariamente neutro; anzi per un acido debole, è distintamente basico e per una base debole è invece acido.

Esempio pratico di titolazione

Consideriamo adesso una titolazione acido debole – base forte, calcolando la concentrazione di acido acetico in un comune aceto di vino commerciale. Il pH del punto equivalente sarà di circa 9; pertanto è opportuno utilizzare come indicatore la fenolftaleina.
1. Buretta da 50 mL

2. Sostegno per buretta

3. Becher

4. Imbuto

5. Bacchetta di vetro

6. 2 pipette Pasteur

1. 20 ml di soluzione a titolo noto di NaOH 0,5 M (titolante).

2. Aceto commerciale (titolo incognito).

3. Soluzione di indicatore (fenolftaleina in acqua).

Procedura di titolazione

Si prepara la buretta e, con l’ausilio di un imbuto e di una pipetta Pasteur, vi si versa l’aceto fino ad azzeramento.

Si introducono nel becher 20 mL di idrossido di sodio in soluzione acquosa 0,5 M.

Si aggiunge alla soda, utilizzando l’altra pipetta Pasteur, una piccola quantità di fenolftaleina in soluzione (2-4 gocce).

Si procede ora alla titolazione aggiungendo, goccia a goccia, la soluzione di acido acetico all’idrossido di sodio, e miscelando lentamente con una bacchetta di vetro fino al cambiamento (viraggio) del colore dell’indicatore, che nel caso della fenolftaleina diventa porpora intenso.

Sulla scala graduata della buretta leggeremo il volume di aceto utilizzato, in questo caso 10,9 mL.

Calcolo del titolo e considerazioni finali

Passiamo ora alla fase del calcolo del titolo, utilizzando tutti i dati a nostra disposizione.

Per titolare 10,9 mL di un aceto commerciale, in presenza di fenolftaleina come indicatore, si sono consumati 20 mL di NaOH 0,5 M.

Le moli di NaOH utilizzate potranno essere calcolate applicando la formula seguente:

Dalla reazione di neutralizzazione dell’acido da parte della base ricaviamo che per neutralizzare una mole di acido occorre una mole di base e che, quindi, se la neutralizzazione è ottenuta utilizzando 1 · 10–2 mol di base (NaOH) in origine dovevano essere presenti 1 · 10–2 mol di acido acetico.

La molarità iniziale di CH3COOH potrà essere ora calcolata, ricordando che il volume di CH3COOH era pari a 10,9 mL = 0,0109 L, applicando la formula: M = n/V

[CH3COOH].

Il nome “aceto di vino” è riferito per legge al prodotto ottenuto dalla fermentazione acetica dei vini che presenti un’acidità totale espressa in acido acetico non inferiore a . I risultati qui ottenuti non soddisfano questo minimo legale: è tuttavia doveroso considerare che i dati riportati sono passibili di errori sperimentali dovuti a molteplici cause; i risultati, pertanto, sono attendibili solo in linea di massima.