Determinazione della
curva di titolazione della reazione NaOH + HCl
Materiali occorrenti:
pHmetro digitale - Buretta da 25 mL - Acido cloridrico sol.0.1
M - Idrossido di sodio sol. 0.1 M - Vetreria.
Richiami teorici:
L'esperienza riguarda una reazione di neutralizzazione di un
acido forte con una base forte ed ha lo scopo di determinare la
curva di titolazione, ovvero il grafico che rappresenta la
variazione del pH della soluzione acida all'aggiunta di ioni OH-.
Intorno al punto di equivalenza ( p.e.
) si verifica una notevole variazione del pH ( salto di pH
) in quanto, vicino alla neutralità, ove si ha
[OH -] = [H3O+] = 1 · 10-7 M,
anche un piccolo eccesso di base o di acido provoca notevoli
variazioni della concentrazione degli stessi ioni e, di
conseguenza, del pH. L'eccesso di base o di acido ha, ovviamente,
effetti tanto meno evidenti sul pH quanto maggiore è il valore
di [OH -] o di [H3O+] che si trovano in
soluzione.
Esecuzione dell'esperienza:
Si predispone il pHmetro, opportunamente tarato con le
soluzioni tampone, con le sonde lavate con acqua distillata. Si
prelevano, con pipetta tarata, 10 mL di acido cloridrico
sol. 0.1 M, facendoli sgocciolare accuratamente in un becker da
250 mL; ad essi si aggiungono 90 mL di acqua distillata.
Nei 100 mL di soluzione così preparata si trovano 0.001 moli
di HCl.
Si riempe con cura, fino alla tacca zero, una buretta da 25 mL
con la soluzione di idrossido di sodio 0.1 M e la si pone
sul suo sostegno. Si mette il becker con l'acido sotto la
buretta, si immergono le sonde del pHmetro, si attende un minuto
circa al fine di compensare la temperatura e si rileva il valore
del pH. Poichè la soluzione preparata è una soluzione 0.01 M di
acido cloridrico, il valore di pH dovrà essere, nei limiti degli
errori sperimentali, = 2 .
Si registra sul foglio di lavoro il valore reale di pH e si
procede quindi allo sgocciolamento della soluzione basica, un mL
alla volta, registrando ogni volta il valore di pH raggiunto. Per
una ottimale misurazione, ad ogni intervallo, si agita per alcuni
secondi la soluzione nel becker con un bacchetta ed attendere
almeno 30 secondi per stabilizzare la lettura. Ovviamente le
letture della buretta devono essere molto precise.
Da 9 ad 11 mL di NaOH sgocciolati è consigliabile effettuare
letture ogni 0.2 / 0.3 mL al fine di poter cogliere precisamente
il punto di equivalenza ( pH = 7 ). Dopo si
continua l'operazione, di mL in mL, fino alla quantità di 20 mL
Se le soluzioni sono a titolo preciso il p.e. si ritrova,
ovviamente, molto vicino al valore di 10 mL
Al termine dell'operazione si risciacquano ed asciugano le
sonde del pHmetro e si ripone l'apparecchio.
Con i dati registrati è possibile ricavare il grafico
dell'andamento della titolazione; in un foglio di carta
millimetrata si disegnano i due assi cartesiani, ponendo nelle ascisse
i mL di NaOH sol. 0.1 M sgocciolati e nelle ordinate i
valori di pH rilevati. Si collegano i punti con la miglior retta
possibile e, se tutto è andato correttamente, si può osservare
un grafico simile a quello di seguito rappresentato.
Ovviamente, è possibile elaborare i dati attraverso l'uso di
un foglio elettronico, quale Microsoft Excel.
Nella colonna A si dispongono le quantità
di idrossido di sodio in mL, da 0 a 20, e nella colonna B
i corrispondenti valori di pH; si stampa il foglio su carta. Con
gli opportuni comandi si sceglie il grafico di tipo XY e si
dichiarano i valori della colonna A come valori di X e quelli
della colonna B come valori di Y; si aggiungono eventuali
legende, si visualizza e si stampa il grafico ottenuto.
Curva di titolazione
Nota operativa: la titolazione può
essere, ovviamente effettuata, all'inverso, titolando l'idrossido
di sodio 0.1 M con l'acido cloridrico 0.1 M.
Qualora le soluzioni non fossero precise è necessario inserire i
relativi fattori di correzione.
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