Titolazione di miscela di basi con indicatori

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Adriano

2016-06-19 10:56

Ciao ragazzi non riesco a capire come risolvere problemi del tipo che vi allego sotto. in particolare come faccio a capire dal viraggio degli indicatori quale base sto titolando? nel senso, se il problema mi dice che vira la fenoftaleina, c'è un metodo che mi consente di capire quale base fa virare l'indiatore?spero di essere stato chiaro, grazie per la risposta!

Una soluzione contiene NaHCO3, Na2CO3 e NaOH o da soli o in miscela compatibile. La

titolazione con indicatore fenoftaleina di un’aliquota da 50,0 mL richiede 22,1 mL di HCl

0,100 M. Un’altra aliquota titolata usando come indicatore il verde di bromo cresolo

richiede 48,4 mL di HCl 0,100M. Dedurre la composizione della miscela e la

concentrazione del soluto nella soluzione di partenza

LuiCap

2016-06-19 11:13

Prima di tutto devi capire cosa significa "miscela compatibile".

In seguito devi cercare sulle tabelle l'intervallo di pH di viraggio della fenolftaleina e del verde bromocresolo.

Poi devi calcolare all'incirca (supponendo ad esempio che la base e l'acido abbiano la stessa molarità) il pH al punto equivalente delle reazioni:

Na2CO3 + HCl -->

NaOH + HCl -->

NaHCO3 + HCl -->

Fatto questo scrivi le risposte a quanto ti ho chiesto.

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Adriano

2016-06-19 14:43

allora il verde di bromocresolo vira in un range di ph che va da 3,8 a 5,4 mentre la fenoftaleina da 8 a 9,6.

Per le reazioni che scritto si ottiene 1)NaHCO3 + NaCl 2) NaCl + H2O 3)H2CO3 + NaCl

Per il calcolo del pH al punto eq per la reazone 1 mi viene pH=6,53 , per la reazione 2 pH=comunque molto basico (c.a. 12,5) e per la reazione n.3 pH=10,19. [per i calcoli ho considerato la stessa molarità ma moli diverse perchè abbiamo diversi volumi]. adesso devo confrontare i miei volumi di pH con quelli degli indicatori e capire chi titola vero?!

LuiCap

2016-06-19 15:28

Forse non ci siamo capiti, scusa.

Chiarisco meglio la terza domanda; per il momento non devi considerare i volumi di HCl forniti dal testo dell'esercizio.

Il punto equivalente di una titolazione corrisponde all'equivalenza stechiometrica fra i due reagenti, che devi considerare alla stessa concentrazione molare e in rapporto 1:1.

Non hai invece risposto alla domanda 1: quali sono le miscele compatibili?

Mariù

2016-09-21 17:36

Ciao! Riprendo questa discussione per capire se ho ragionato bene:

Dai volumi utilizzati (V2>V1) , deduco che la composizione della mia miscela è: Na2CO3 + NaHCO3.

Dalla prima titolazione mi calcolo le moli di acido, corrispondenti al carbonato, ossia:

0.00221 mol HCl = mol Na2CO3 in 50 ml --> 0.0442 mol/L

Dalla seconda:

(V2 - V1) x 0.1/1000 = 0.00263 mol NaHCO3 in 50 ml--> 0.0526 mol/L 

E' corretto?

Grazie mille, come sempre.

LuiCap

2016-09-21 18:20

Sono state eseguite due titolazioni distinte:

V fenolftaleina = 22,1 mL

V verde bromocresolo = 48,4 mL

Si capisce che la miscela è formata da Na2CO3 + NaHCO3 perchè

48,4 mL > 2 · 22,1 mL

Titolando con fenolftaleina si determina l'Na2CO3 secondo questa reazione:

Na2CO3 + HCl --> NaHCO3 + NaCl

n Na2CO3 = n HCl

m Na2CO3 = n Na2CO3 · MM Na2CO3

m Na2CO3 = 0,1 mol/L · 0,0221 L · 105,99 g/mol = 0,234 g Na2CO3 in 50,0 mL di soluzione

Titolando con verde bromocresolo si determinano le moli totali delle due basi.

Viene titolato tutto l'Na2CO3 secondo la reazione:

Na2CO3 + 2 HCl --> H2CO3 + 2 NaCl

e l'NaHCO3 secondo secondo la reazione:

NaHCO3 + HCl --> H2CO3

Perciò il volume di HCl corrispondente al solo NaHCO3 è:

48,4 - 2 · 22,1 = 4,2 mL

m NaHCO3 = 0,1 mol/L · 0,0042 L · 84,01 g/mol = 0,0353 g NaHCO3 in 50,0 mL di soluzione

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Mariù

2016-09-21 20:00

Perfetto. Quindi se il secondo volume fosse stato 30 ml per esempio, la miscela sarebbe stata NaOH + Na2CO3?

Grazie Luisa, sempre preziosissima.

LuiCap

2016-09-21 20:14

Esatto ;-)

Chiamiamo:

Va = volume di HCl per la titolazione con un indicatore che vira a pH 4 circa (es: verde di bromocresolo, da blu a giallo)

Vb = volume di HCl per la titolazione con un indicatore che vira a pH 8 circa (es: fenolftaleina, da rosa a incolore)

Solo Na2CO3

Va = 2Vb

Solo NaHCO3

Vb = 0

Na2CO3 + NaOH

Va < 2Vb

Na2CO3 + NaHCO3

Va > 2Vb

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Adriano

2016-09-24 16:01

Ciao Luisa, purtroppo non mi è chiara la logica che c'è dietro le disequazioni che hai scritto. azz! Che tu mi voglia perdonare, potresti spiegarmi?!  :-S

LuiCap

2016-09-26 11:16

Scusa il ritardo, avevo letto ma poi mi sono dimenticata di rispondere ;-)

Bisogna stare molto attenti al modo in cui vengono eseguite le titolazioni:

Due prelievi di campione, il primo titolato con Fenolftaleina da rosa a incolore (pH circa 8), il secondo titolato con Verde Bromocresolo da blu a giallo (pH circa 4)

Miscela Na2CO3 + NaOH

Va < 2Vb

Quando si titola con HCl fino al viraggio della Fenolfaleina avvengono le seguenti reazioni:

a) Tutto l'NaOH presente reagisce:

NaOH + HCl --> H2O + NaCl............................ pH al p.e. = 7

b) Tutto l'Na2CO3 reagisce come base monfunzionale:

Na2CO3 + HCl --> NaHCO3 + NaCl...................pH al p.e circa 8

Vb = 20 mL di HCl

Ammettiamo che 10 mL siano serviti per la reazione a) e 10 mL per la reazione b)

Quando si titola con HCl fino al viraggio del Verde Bromocresolo avvengono le seguenti reazioni:

a) Tutto l'NaOH presente reagisce:

NaOH + HCl --> H2O + NaCl.............................pH al p.e. = 7

c) Tutto l'Na2CO3 reagisce come base bifunzionale:

Na2CO3 + 2 HCl --> H2CO3 + 2 NaCl...............pH al p.e circa 4

Va = 10 mL di HCl per l'NaOH + 2·10 mL di HCl per l'Na2CO3 = 30 mL

Va < 2Vb

30 mL < 2·20 mL

Miscela Na2CO3 + NaHCO3

Va > 2Vb

Quando si titola con HCl fino al viraggio della Fenolfaleina avviene solo la seguente reazione:

a) Tutto l'Na2CO3 reagisce come base monfunzionale:

Na2CO3 + HCl --> NaHCO3 + NaCl...................pH al p.e circa 8

Vb = 10 mL di HCl

Quando si titola con HCl fino al viraggio del Verde Bromocresolo avvengono le seguenti reazioni:

b) Tutto l'Na2CO3 presente reagisce come base bifunzionale:

Na2CO3 + 2 HCl --> H2CO3 + 2 NaCl...............pH al p.e. circa 4

c) Tutto l'NaHCO3 presente reagisce come base:

NaHCO3 + HCl --> H2CO3 + NaCl...............pH al p.e. circa 4

Va = 2·10 mL di HCl per l'Na2CO3 + (ammettiamo) 10 mL HCl per NaHCO3 = 30 mL

Va > 2Vb

30 mL > 2·10 mL

Unico prelievo di campione titolato dapprima con Fenolftaleina e, di seguito, con Verde Bromocresolo

Miscela Na2CO3 + NaOH

Vb = 20 mL di HCl

Vba = volume di HCl per passare dal viraggio della Fenolftaleina incolore al viraggio del Verde Bromocresolo giallo = 10 mL di HCl

Perciò:

Va = 30 mL

Va < 2Vb

30 mL < 2·20 mL

Miscela Na2CO3 + NaHCO3

Vb = 10 mL di HCl

Vba = volume di HCl per passare dal viraggio della Fenolftaleina incolore al viraggio del Verde Bromocresolo giallo = 20 mL

Perciò:

Va = 30 mL

Va > 2Vb

30 mL < 2·10 mL

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Mariù

2016-09-26 15:25

Ciao! Vi propongo questo esercizio, la risoluzione è abbastanza semplice, ho un solo grosso dubbio che mi attanaglia:

Un campione di g 1.2000, esattamente pesato in bilancia analitica, contiene il 66.20% di sodio carbonato, il 22.40% di sodio bicarbonato e materiale inerte.

Supponendo di titolare tutto il campione impiegando il metodo di Warder e acido cloridrico 0.5000 N, indicare:

a)  quanti ml teorici di acido cloridrico si dovrebbero consumare nella titolazione;

b)  quali indicatori devono essere impiegati.

Nel considerare i PE per calcolarmi il numero di equivalenti di Na2CO3 e di NaHCO3, nel caso di questa reazione, il PE di Na2CO3 =PM/2 o sarà uguale al PM, visto che viene ceduto un solo H+?

Grazie a tutti, come sempre!

LuiCap

2016-09-26 16:04

m Na2CO3 = 1,2000 g · 66,20 g / 100 g = 0,7944 g Na2CO3

m NaHCO3 = 1,2000 g · 22,40 g / 100 g = 0,2688 g Na2CO3

Titolando tutto il campione con HCl fino al viraggio da rosa a incolore della fenolftaleina avviene la seguente reazione:

Na2CO3 + HCl --> NaHCO3 + NaCl

ME Na2CO3 = MM Na2CO3 = 105,99 g/mol

n Na2CO3 = n HCl = 0,7944 g / 105,99 g/mol = 7,495·10^-3 mol

V HCl = 7,495·10^-3 mol / 0,5000 mol/L = 0,01499 L = 14,99 mL HCl = Vb

Proseguendo la titolazione con HCl fino al viraggio di un indicatore che vira intorno a pH 4 (Metilarancio o Verde Bromocresolo) avviene la seguente reazione:

NaHCO3 + HCl --> H2CO3 + NaCl

Attenzione: reagisce sia l'NaHCO3 formatosi nella precedente reazione che l'NaHCO3 presente nel campione.

ME NaHCO3 = MM NaHCO3 = 84,01 g/mol

n NaHCO3 provenienti da Na2CO3 = n HCl = 0,7944 g / 105,99 g/mol = 7,495·10^-3 mol

n NaHCO3 = n HCl = 0,2688 g / 84,01 g/mol = 3,200·10^-3 mol

Le moli totali sono:

n NaHCO3 = 7,495·10^-3 + 3,200·10^-3 = 1,069·10^-2 mol

V HCl = 1,069·10^-2 mol / 0,5000 mol/L = 0,02139 L = 21,39 mL HCl = Vba

V totale HCl = 14,99 + 21,39 = 36,38 = Va

Va > 2Vb

36,38 mL HCl > 29,98 mL HCl

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Mariù

2016-09-26 16:26

Grazie Luisa, ero quasi sicura fosse così. Grazie!

Mariù

2016-12-15 17:57

Ciao a tutti, mi aiutereste a chiarire questo problema?

Per una esperienza didattica sono stati preparati due campioni da sottoporre ad indagine volumetrica. In particolare:

Campione A: è stata preparata una miscela di sodio carbonato e di sodio idrogenocarbonato. Sono stati pesati g 1.2720 in bilancia analitica e si sono consumati ml 26.92 di HCl 0.2400 N al viraggio della fenolftaleina. Nella stessa beuta sono stati poi aggiunti altri 52.21 ml di acido e, scacciata l’anidride carbonica, si sono consumati 4.0 ml di NaOH 0.1200 N per riavere il viraggio rosa dell’indicatore. Calcolare la composizione percentuale del campione.

Campione B: è stata preparata una miscela di fosfato acido bisodico dodecaidrato e di fosfato acido monosodico monoidrato. Sono stati pesati g. 3.0000 in bilancia analitica, sono stati trasferiti in matraccio tarato da 100.0 ml, portati a volume con acqua distillata e divisi in due porzioni. La prima al viraggio del rosso metile ha portato al consumo di 7.0 ml di HCl 0.5000 N e la seconda al viraggio della fenolftaleina al consumo di 2.5 ml di NaOH 0.6000 N. Calcolare la composizione percentuale del campione. 

 

Campione A: Per il primo campione, titolo prima il sodio carbonato e ottengo una % del 53.62%. Quando aggiungo i 55,21 ml successivamente, devo considerare i 4 ml per scacciare l'anidride carbonica?

Campione B: In soluzione ho Na2HPO4, NaH2PO4. Al rosso metile titolo H2PO4-, alla fenolftaleina HPO4- , ma non sono convinta.

Grazie mille, come sempre!

A presto

LuiCap

2016-12-15 23:09

Campione A

Al viraggio della fenolftaleina da rosa a incolore con 26,92 mL di HCl avviene la seguente reazione:

CO3(2-) + H+ --> HCO3(-)

n H+ = n CO3(2-) = n Na2CO3 = 0,2400 mol/L · 0,02692 L = 6,461·10^-3 mol

m Na2CO3 = 6,461·10^-3 mol · 105,99 g/mol = 0,6848 g

% Na2CO3 = 0,6848 g / 1,2720 g · 100 = 53,83%

Addizionando poi altri 52,21 mL di HCl si titola sia l'HCO3(-) proveniente dall'Na2CO3 sia l'HCO3(-) proveniente dall'NaHCO3 secondo la reazione:

HCO3(-) + H+ --> H2CO3

L'HCl è aggiunto in eccesso, quindi:

n H+ = 0,2400 mol/L · (0,02692 + 0,05221) L = 1,899·10^-2 mol HCO3(-) totali + n OH-

n OH- = 0,1200 mol/L · 0,0040 L = 4,8·10^-4 mol

n HCO3(-) totali = 1,899·10^-2 - 4,8·10^-4 = 1,851·10^-2 mol

n HCO3(-) provenienti da NaHCO3 = 1,851·10^-2 - 6,461·10^-3 = 5,590·10^-3 mol

m NaHCO3 = 5,590·10^-3 mol · 84,01 g/mol = 0,4696 g

% NaHCO3 = 0,4696 g / 1,2720 g · 100 = 36,92%

Campione B

Con la titolazione al viraggio del rosso metile da giallo a rosso avviene la seguente reazione:

HPO4(2-) + H+ --> H2PO4(-)..........pH al p.e. circa 4,6

% Na2HPO4·12H2O = 82,58%

Con la titolazione al viraggio della fenolftaleina da incolore a rosa avviene la seguente reazione:

H2PO4(-) + OH- --> HPO4(2-) + H2O................ pH al p.e. circa 9,7

% NaH2PO4·H2O = 13,80%

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Travis

2019-09-19 15:40

Salve , riprendo questo post perché non mi ritrovo con i valori del campione B. 

HPO4 -- + H+  = H2PO4 - 

moli (H+) = (0.5000 M) * (0.007 L) = 0.0035 moli

grammi di Na2HPO4 = (0.0035 moli) * (358.1 gr/moli)= 1.2533 gr.

% Na2HPO4*12H2O= (1.2533 / 3.0000) * 100 = 41.77 %

H2PO4 -   + OH-  =   HPO4 -- + H2O

moli NaOH = 0.6000 M * (0.0025 L) = 0.0015 moli

grammi NaH2PO4 = (0.0015 moli) * (137.95 gr/moli) = 0.2069 grammi

% NaH2PO4*H2O = 6.89 %

Forse mi sfugge qualcosa , in attesa di chiarimenti auguro una buona serata. 

Cordiali Saluti !!

LuiCap

2019-09-20 10:57

Ti sfugge che per ciascuna titolazione sono stati prelevati 50,0 mL dal matraccio da 100,0 mL, perciò le % dei due composti risultano il doppio rispetto a quelle che hai calcolato:

m Na2HPO4·12H2O = 0,5000 mol/L · 0,0070 L · 100,0 mL/50,0 mL · 358,14 g/mol = 2,507 g

% Na2HPO4·12H2O = 2,507 g / 3,0000 g · 100 = 83,57 %

(evidentemente nel mio precedente calcolo avevo sbagliato qualche calcolo Blush)

m NaH2PO4·H2O = 0,6000 mol/L ·0,0025 L · 100,0 mL/50,0 mL · 137,90 g/mol = 0,4137 g

% NaH2PO4·H2O = 0,4137 g / 3,0000 g · 100 = 13,79%

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Travis

2019-09-20 13:42

Ahh per questo non mi trovavo , anche se nella traccia (campione B) non fa alcun riferimento a 50 ml. Comunque la ringrazio !!!!  :-) :-)

LuiCap

2019-09-20 14:03

La traccia non dice esplicitamente 50,0 mL, ma:

Sono stati pesati g. 3.0000 in bilancia analitica, sono stati trasferiti in matraccio tarato da 100.0 ml, portati a volume con acqua distillata e divisi in due porzioni...

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Travis

2019-09-20 14:09

azz!

simox

2022-12-14 20:29

LuiCap ha scritto:

Sono state eseguite due titolazioni distinte:

V fenolftaleina = 22,1 mL

V verde bromocresolo = 48,4 mL

Si capisce che la miscela è formata da Na2CO3 + NaHCO3 perchè

48,4 mL > 2 · 22,1 mL

Titolando con fenolftaleina si determina l'Na2CO3 secondo questa reazione:

Na2CO3 + HCl --> NaHCO3 + NaCl

n Na2CO3 = n HCl

m Na2CO3 = n Na2CO3 · MM Na2CO3

m Na2CO3 = 0,1 mol/L · 0,0221 L · 105,99 g/mol = 0,234 g Na2CO3 in 50,0 mL di soluzione

Titolando con verde bromocresolo si determinano le moli totali delle due basi.

Viene titolato tutto l'Na2CO3 secondo la reazione:

Na2CO3 + 2 HCl --> H2CO3 + 2 NaCl

e l'NaHCO3 secondo secondo la reazione:

NaHCO3 + HCl --> H2CO3

Perciò il volume di HCl corrispondente al solo NaHCO3 è:

48,4 - 2 · 22,1 = 4,2 mL

m NaHCO3 = 0,1 mol/L · 0,0042 L · 84,01 g/mol = 0,0353 g NaHCO3 in 50,0 mL di soluzione

Ciao luisa il problema chiede di calcolare le concentrazioni molari di soluto della soluzione di partenza, non ho capito perchè trovi i grammi e poi perche si fa moli • V • PM?

LuiCap

2022-12-14 22:12

Titolazione con fenolftaleina

Avviene la seguente reazione:

Na2CO3 + HCl --> NaHCO3 + NaCl

Al punto equivalente si ha:

n Na2CO3 = n HCl

n HCl = M · V = 0,1 mol/L · 0,0221 L = 2,21·10^-3 mol HCl = mol Na2CO3 in 50,0 mL di soluzione

M Na2CO3 = 2,21·10^-3 mol Na2CO3 · 1000 mL / 50,0 mL = 0,0442 mol/L

Titolazione con verde bromocresolo

Vengono titolati:

- l'NaHCO3 formatosi dalla precedente reazione, quindi quello derivante dall'Na2CO3 presente nella miscela (V HCl = 22,1 mL · 2 = 44,2 mL):

- l'NaHCO3 presente nella miscela di partenza (V HCl = 48,4 - 44,2 = 4,2 mL):

NaHCO3 + HCl --> H2CO3 + NaCl

Al punto equivalente si ha:

n NaHCO3 della miscela = n HCl

n HCl = M · V = 0,1 mol/L · 0,0042 L = 4,20·10^-4 mol HCl = mol NaHCO3 in 50,0 mL di soluzione

M NaHCO3 = 4,20·10^-4 mol NaHCO3 · 1000 mL / 50,0 mL = 0,00840 mol/L