Titolazione acido lattico
Ciao! Vorrei proporvi questo quesito, sperando di aver ragionato bene:

Due campioni distinti di acido lattico di g 1.0000 vengono solubilizzati in un matraccio da 100.0 ml e portati a volume con acqua distillata. Si prelevano porzioni di 25.0 ml della prima soluzione e si effettuano tre determinazioni successive impiegando, rispettivamente, 24.9, 25.1 e 25.0 ml di HCl 0.1000 N per retrotitolare, dopo 30 minuti, l’eccesso di NaOH 0.1000 N (50.0 ml misurati con buretta). La seconda soluzione viene analizzata determinando direttamente con NaOH 0.1000 N l’acido lattico impiegando, rispettivamente, 20.6, 21.2 e 20.8 ml di titolante per ogni 25.0 ml di soluzione.
Calcolare la percentuale di acido lattico nei due campioni ed indicare quale indicatore potrà essere impiegato nella determinazione spiegandone il motivo.
(Ka acido lattico = 1.37 x 10-4)

1°titolazione:

n eq NaOH 0.1 x 50/1000 = 0.005
n eq HCl (media) 0 25 x 0.1 = 0.0025
n eq NaOH consumati = 0.005-0.0025 = 0.0025

g acido lattico 0 0.0025 x 90 (PE=PM) = 0.225 g
% =22.5%

2°titolazione:
neq NaOH 0 20.8666 x 0.1/1000 = 0.002086
% 18.78%

Per la scelta dell'indicatore, devo scegliere un indicatore che abbia un intervallo di viraggio pari a: pH =pkA +/-1

Essendo il pKa = 3.86, i miei indicatori dovranno avere un intervallo di viraggio compreso tra 1.86 e 4.86.

E' corretto?

Grazie mille a tutti.
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No, il p.e. di una titolazione di un acido debole con base forte è sempre maggiore di 7, in quanto è presente solo una soluzione acquosa della base coniugata dell'acido.
In questo caso è presente una soluzione acquosa di ione lattato circa 0,045 M, il cui pH è 8,3:
pH = 7 + 1/2 · (pKa + log Cb)
L'indicatore dovrà quindi avere un pKind compreso tra 7,3 e 9,3.
Ciao
Luisa

Dal laboratorio se ne usciva ogni sera, e più acutamente a fine corso, con la sensazione di avere “imparato a fare una cosa”;
il che, la vita lo insegna, è diverso dall’avere “imparato una cosa”.
(Primo Levi)


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Mariù
Quindi quella regola vale solo per una titolazione acido forte/base forte?
I calcoli sono corretti? Come ottieni una concentrazione di 0.045 M?
Grazie Luisa!
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Prima ho risposto in fretta perché stavo uscendo, e ho anche sbagliato dicendoti che i calcoli erano corretti.
Ora chiarisco meglio.

1ª titolazione
È una retrotitolazione in cui l'acido lattico (acido debole monofunzionale) reagisce con un eccesso noto di NaOH 0,1000 M:

CH3-CHOH-COOH + Na+ + OH- --> CH3-CHOH-COO- + Na+ + H2O

L'eccesso di NaOH (base forte) viene retrotitolato con una quantità nota di HCl (acido forte) 0,1000 M:

Na+ + OH- + H+ + Cl- --> Na+ + Cl- + H2O

Al p.e. c'è solo acqua, quindi il pH è 7.
Per rilevare il p.e. si possono usare tutti gli indicatori aventi pKind = pH al p.e. ± 1, cioè l'intervallo di viraggio dell'indicatore deve essere tra 6 e 8.

n acido lattico = n NaOH - n HCl
n acido lattico = (0,1000 · 0,0500) - (0,1000 · 0,0250) = 0,00250 mol in 25,0 mL di soluzione campione
0,00250 mol · 100 mL/25,0 mL = 0,0100 mol in 100 mL di soluzione campione = mol in 1,0000 g di campione
m acido lattico = 0,0100 mol · 90,01 g/mol = 0,900 g
% acido lattico = 0,900 g / 1,0000 g · 100 = 90,0%

2ª titolazione
È una titolazione diretta in cui l'acido lattico (acido debole monofunzionale) reagisce con una quantità nota di NaOH 0,1000 M:

CH3-CHOH-COOH + Na+ + OH- --> CH3-CHOH-COO- + Na+ + H2O

n acido lattico = n NaOH - n HCl
n acido lattico = 0,1000 · 0,0209 = 0,00209 mol in 25,0 mL di soluzione campione
0,00250 mol · 100 mL/25,0 mL = 0,00835 mol in 100 mL di soluzione campione = mol in 1,0000 g di campione
m acido lattico = 0,00835 mol · 90,01 g/mol = 0,751 g
% acido lattico = 0,751 g / 1,0000 g · 100 = 75,1%

Al p.e. della titolazione sono presenti 0 mol di acido lattico, 0 mol di NaOH e 0,00209 mol di ione lattato in 25,0 + 20,9 = 45,9 mL di soluzione
M CH3-CHOH-COO- = 0,00209 mol / 0,0459 L = 0,0455 mol/L

Lo ione lattato reagisce con l'acqua secondo il seguente equilibrio di idrolisi basica:
CH3-CHOH-COO- + H2O <==> CH3-CHOH-COOH + OH-
la cui Keq è:
Keq = [CH3-CHOH-COOH][OH-] / [CH3-CHOH-COO-]
Keq = [CH3-CHOH-COOH] Kw / [CH3-CHOH-COO-][H+] = Kw / Ka = Kb
[OH-] = radq(Kw / Ka · [CH3-CHOH-COO-])
[OH-] = 1,0·10^-14 / 1,37·10^-4 ·0,0455 = 1,82·10^-6 mol/L
pOH = -log 1,82·10^-6 = 5,74
pH = 14 - 5,74 = 8,26
Per rilevare il p.e. si possono usare tutti gli indicatori aventi pKind = pH al p.e. ± 1, cioè l'intervallo di viraggio dell'indicatore deve essere tra 7,3 e 9,3.

Il pH di 3,86 che tu hai calcolato è quello che si ha quando sono state neutralizzate la metà delle moli di acido lattico presenti e quindi si sono formate la metà delle moli di ione lattato, cioè il pH della soluzione tampone in cui [CH3-CHOH-COOH] = [CH3-CHOH-COO-], ossia na/V = nb/V).
pH = pKa + log [CH3-CHOH-COO-] / [CH3-CHOH-COOH]
pH = -log 1,37·10^-4 = 3,86

"Quella regola" non vale mai al punto equivalente di una titolazione acido-base, qualsiasi siano gli acidi e le basi utilizzate ;-)
Ciao
Luisa

Dal laboratorio se ne usciva ogni sera, e più acutamente a fine corso, con la sensazione di avere “imparato a fare una cosa”;
il che, la vita lo insegna, è diverso dall’avere “imparato una cosa”.
(Primo Levi)


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Mariù
Grazie Luisa, chiarissima come sempre!
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