Acidi e Basi - Analisi di Laboratorio - Trattamento e validazione dei dati

Titolazione di una soluzione di HCl con NaOH

Le moli dell'acido saranno uguali alle moli della base al punto equivalente. Da un punto di vista operativo si prende un volume noto di base (di cui non si conosce la concentrazione), ad esempio 10ml, e si comincia ad aggiungerci l'acido (di cui si conosce la molarità).

Se si riesce a fermarsi esattamente al punto equivalente si può misurare quanto volume di acido è stato aggiunto goccia a goccia. In questo modo si può arrivare a conoscere la concentrazione della base.

ESEMPIO 6: Si devono titolare 25,00ml di HCl 0.150M aggiungendo gocce di una soluzione di NaOH 0.100M

Reazione: NaOH + HCl → NaCl + H₂O

Questa è una reazione più veloce (NaOH è completamente dissociato e produce OH-, HCl anche è completamente dissociato e produce H+).

Inizialmente V = 0. La reazione non è ancora iniziata.

Successivamente si aggiungono V = 20.00ml. Poi si raggiunge il punto equivalente.

Infine, si può aggiungere V = 45.00ml.

Prima del punto equivalente il pH è determinato dalla concentrazione di acido che non ha ancora reagito. Al punto equivalente il pH=7.0. Dopo il punto equivalente il pH è determinato dall'eccesso di base. Volendo si può prevedere qual è il pH iniziale (quando V = 0), perché dipende solo dall'acido. Inizialmente nel grafico la curva sale lentamente perché ci si trova in una situazione di forte eccesso di acido, poi ad un certo punto, superato un certo valore di pH la curva fa un salto, che corrisponde al punto equivalente dato che l'ultima goccia di base neutralizza l'ultima parte di acido, e il pH schizza a 7.

Il punto equivalente può essere calcolato molto facilmente in questo caso, perché H e OH si sono neutralizzati e il pH = 7 perché restano 10 ioni H che provengono dall'acqua. Il punto equivalente di una titolazione acido-base di acidi forti con basi forti o di basi forti con acidi forti.

sarà sempre a pH = 7. Quando si supera il punto equivalente l'acido è totalmente esaurito, si aggiunge la base ma non c'è nulla che la tolga; quindi, si va verso il pH basico, per questo motivo la curva è simmetrica. Praticamente, quando ci si trova in laboratorio, per capire quando si arriva al punto equivalente si usa un indicatore che è una sostanza (acido debole) che presenta 2 colorazioni diverse nella forma acida e nella forma basica. Il pH del punto equivalente degli acidi deboli e delle basi deboli non è 7. ESEMPIO 7: Si devono titolare 25,00ml di CH3COOH 0,150M aggiungendo quantità crescenti di una soluzione di 0,100M di NaOH. Questa volta si ha una reazione di equilibrio: CH3COOH + H2O ⇌ CH3COO- + H3O+ Inizialmente V = 0B Poi si aggiunge la base V = 20,00mlB Si raggiunge il punto equivalente. Si può poi continuare ad aggiungere la base V = 45,00mlB Il pH inizialmente non è 1 ma è più alto.

Perché l'acido è debole. La salita dell'acido debole è molto più irregolare rispetto a quella dell'acido forte. Il punto equivalente è circa a pH = 8.8 perché è determinato dalla reazione di idrolisi dell'acetato in acqua. Anche in questo caso in laboratorio si può usare l'indicatore che cambia colore, quello che cambia tra le 2 curve nel grafico è il salto di pH, cioè l'intervallo in cui si ha il flesso è molto più piccolo, quindi mentre per l'acido forte o la base forte qualsiasi indicatore va bene per l'acido debole non vanno bene tutti gli indicatori e bisogna sceglierli in maniera tale che il pKa dell'indicatore cada nella zona del salto.

Acidi e basi polifunzionali:

• → +Acido poliprotico acido che ha la possibilità di cedere più di uno ione H .
• 4- + -3H PO + H O ↔ H PO + H O Ka = 7,5 x 10^3
• 4 2 2 3
• 4- 4- + -8H PO + H O ↔ HPO

+ H_O Ka= 6,0 x 10²

2

342- 43- + -13HPO₄ + H₂O ↔ PO₄^3- + H₃O⁺ Ka= 4,4 x 10²

34-

+H₂SO₄ + H₂O ↔ HSO₄^- + H₃O₂

4

2

3• →Base poliacida base che può accettare più di un protone.

43-

42- - -2PO₄^3- + H₂O ↔ HPO₄^2- + OH^- Kb = 2,3 x 10²

42-

4-

7HPO₄^2- + H₂O ↔ H₂PO₄^- + OH^- Kb = 1,7 x 10²

24-

12H₂PO₄^- + H₂O ↔ H₃PO₄ + OH^- Kb = 1,3 x 10²

Questi acidi e queste basi polivalenti hanno più di un punto di viraggio, quindi le curve avranno piùsalti, che man mano diventano sempre più piccoli.

Gli indicatori

Un indicatore è una sostanza che cambia colore tra la sua forma acida e quella basica.

+ -[H₂O ] = Ka [HIn]/[In^-] ed è compreso fra Ka /10 e 10Ka .

3 (ino) (ino) (inol)

PRINCIPALI INDICATORI ACIDO-BASE: Metilarancio

Blu di bromotimolo

Fenolftaleina

Nella soluzione acida la fenolftaleina è incolore e

tale rimane finch+ la base aggiunta è in difetto.

Quando il pH arriva a 9 il colore inizia a virare a rosa, e ci si ferma.

Acidità totale dei vini

• Reale +pH = -log[H ] nei vini è compreso tra 2.8 e 3.8
• Di titolazionemeq/Lg/L nei vini deve essere superiore a 4.5 g/L

Reattivi: NaOH 0,1N; Indicatore: Blu di Bromotimolo

A ∙ N ∙ 75AT (g/L) = V→A mL di soluzione di NaOH impiegati per la titolazione→N normalità della soluzione titolanteNaOH→V mL di vino usati per l’analisi→75 peso equivalente dell’acido tartarico→Acidità volatile dei vini somma di tutti gli acidi distillabili in corrente di vapore. Viene espressain g/L di acido acetico.

Dosaggio: Reattivi: NaOH 0,1N; Indicatore: Fenolftaleina

A ∙ N ∙ 60AT (g/L) = V→A mL di soluzione di NaOH impiegati per la titolazione→N normalità della soluzione titolanteNaOH→V mL di vino usati per l’analisi→60 peso equivalente

dell'acido aceticoAcidità dell'olioReattivi: miscela di alcol etilico-etere etilico 1:2; fenolftaleina; soluzione di NaOH 0,1N PROCEDIMENTO→ Nella beuta da 100ml si pesano circa 5,000g di olio e si aggiungono 50ml di miscela alcol-etere contenente fenolftaleina. Si titola poi con la soluzione di NaOH 0,1N contenuta nella buretta, fino a colorazione rosea persistente (agitare la beuta durante la titolazione, usando possibilmente un agitatore magnetico). Annotare il volume V (in ml) della soluzione di NaOH utilizzata. % acido acetico = V · N · 25,2/gNaOH→ Essendo: V volume di NaOH usato per la titolazione NaOH→N normalità della soluzione NaOH (soluzione titolante) →25,2 peso molecolare dell'acido oleico rapportato a 100g di olio →g grammi di olio che sono stati titolati. Il pH-metro +Misura il pH di una soluzione usando un elettrodo che risponde alla concentrazione di H .+L'elettrodo produce un voltaggio proporzionale alla

concentrazione di H .Il voltaggio viene convertito in misura di Ph su un display. Deve essere calibrato prima dell'uso utilizzando soluzioni standard a pH noto.

IL LABORATORIO DI ANALISI DEGLI ALIMENTI

Direttiva 93/99 CE: misure supplementari in merito a controlli ufficiali di alimenti.

Necessità che i laboratori preposti al controllo siano conformi ai criteri generali stabiliti dalle norme europee (UNI, CEI, EN, ISO/EC 17025.2005), dalle Procedure Operative Standard (D.Lgs.120.1992; MINISAN 05.08.99) e siano sottoposti a verifiche in base ai principi OCSE che disciplinano le Buone Pratiche di Laboratorio (BPL) secondo MINISAN 04.07.1997.

→BPL Contengono tutti i requisiti che devono essere soddisfatti da un laboratorio di prova se questi intendono dimostrare di possedere un sistema qualità, di essere competenti e di produrre risultati tecnicamente validi. Possono essere messe in pratica da tutti i laboratori.

→D.Lgs. 50/2007 Ispezione e verifica delle BPL.

Organismi

di accreditamento

Gli organismi di accreditamento che riconoscono i laboratori di prova utilizzano la norma internazionale UNI CEI ISO/IEC 17025.2005 come base per l'accreditamento.

L'accettazione dei risultati di prova da parte dei Paesi è facilitata se i laboratori sono conformi a questa norma internazionale e se essi ottengono l'accreditamento da organismi firmatari di accordi mutuo riconoscimento con organismi equivalenti di altri Paesi che seguono la medesima norma.

Ciò renderà più agevole la cooperazione tra laboratori ed organismi, e gli scambi.

Programma per l'assicurazione della qualità (PAQ)

I laboratori preposti al controllo degli alimenti devono prevedere un programma per l'assicurazione della qualità (PAQ), che è l'insieme delle operazioni pianificate e sistematiche necessarie a garantire i requisiti di qualità del laboratorio.

Il PAQ è affidato ad un responsabile della qualità,

affiancato da altro personale, con buona conoscenza ed esperienza nel settore alimentare. Deve assicurare che le POS (Procedure Operative Standard), il personale, le apparecchiature, le procedure analitiche e di elaborazione dei dati siano conformi ai criteri generali previsti dal UNI CEI EN ISO/IEC 17025.2005 ed ai principi OCSE che disciplinano le BPL. Inoltre, prevede procedure mirate alla predisposizione del sistema qualità, alle verifiche di adeguatezza ed alla rilevazione delle non conformità che possono verificarsi. Si differenzia dal controllo qualità (CQ), cioè dall'insieme delle prove e procedure programmate dal PAQ insieme al direttore del laboratorio per monitorare che tutte le prove ed i risultati siano eseguite con la dovuta accuratezza e precisione. Il manuale della qualità Il laboratorio formalizza il suo CQ in un manuale della qualità (MQ), che è steso dal responsabile del PAQ e dal responsabile del laboratorio. Nel MQ deve

Struttura organizzativa del laboratorio

Il laboratorio è organizzato secondo le seguenti posizioni:

• Responsabile del laboratorio
• Tecnici di laboratorio
• Assistenti di laboratorio

Obiettivi e campi di attività del laboratorio

Il laboratorio ha come obiettivo principale...

Ambienti, procedure di ricevimento e conservazione dei campioni

Per garantire la corretta conservazione dei campioni, il laboratorio segue le seguenti procedure...

Procedure di acquisto di materiali e reagenti

Per l'acquisto di materiali e reagenti, il laboratorio segue le seguenti procedure...

Procedure di manutenzione

Per garantire il corretto funzionamento degli strumenti e delle attrezzature, il laboratorio segue le seguenti procedure di manutenzione...

Procedure di gestione della documentazione

Per la gestione della documentazione, il laboratorio segue le seguenti procedure...

Procedure per la stesura e la codifica delle POS

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Procedure di messa a punto e validazione dei metodi analitici

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