Titolazioni e deviazione standard

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Mariù

2015-10-31 14:54

Quattro aliquote da 100,00 mL di una soluzione di acido cloridrico hanno richiesto, per raggiungere il punto finale della titolazione, rispettivamente: 23,51 mL, 23,46 mL, 23,43 mL, 23,48 mL di una soluzione di NaOH 0,1078 M. Calcolare la molarità dell’acido, esprimendo l’incertezza come deviazione standard.

Che considerazione possiamo fare sul valore dell’incertezza del volume di titolante aggiunto, sapendo che l’incertezza sulla lettura della buretta tarata utilizzata era di 0,02 mL?

Ho qualche dubbio sulla risoluzione, o meglio sull'impostazione dell'esercizio:

Devo trovare prima il numero di moli di NaOH aggiunte, all'interno di ogni aliquota, e per trovare la molarità sommarle e dividerle per il volume finale (100 o 400 ml?)

Mariù

2015-10-31 15:41

La deviazione standard mi esce 0,034

LuiCap

2015-10-31 18:33

0,034 mL è la deviazione standard dei volumi di NaOH, non della Molarità dell'HCl. Il procedimento che hai scritto per calcolare la Molarità media dell'acido è corretto anche se un po' insolito. Il volume finale per il quale devi dividere il numero totale di moli è 0,400 L.

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Mariù

2015-10-31 18:48

In che senso è un po'insolita? Ah quindi devo calcolarla sui 400 ml? E per quel che riguarda l'incertezza relativa ai 0,02 ml della buretta?

LuiCap

2015-10-31 20:45

Il procedimento che hai usato è un po' insolito perché, essendo il volume di HCl sempre lo stesso, per calcolare la molarità media in genere si calcola la media dei volumi di titolante e, da questa, la molarità media.

V medio = (23,51 + 23,46 + 23,43 + 23,48)/4 = 23,47 mL di NaOH

M HCl = 0,02347 L x 0,1078 mol/L / 0,100 L = 0,02530 mol/L

In questo caso però, visto che l'esercizio chiede di esprimere l'incertezza della molarità come deviazione standard devi per forza calcolare i quattro valori della molarità.

Semplificando al massimo i concetti di analisi statistica dei dati, possiamo dire che, se l'incertezza assoluta della buretta è ± 0,02 mL e la deviazione standard dei volumi misurati è ± 0,034 mL, la precisione dei singoli valori introno al valore medio è elevata.

Precisione % = (1 - s/volume medio) x 100 = 99,9%

Il volume medio deve essere espresso come (23,47 ± 0,03) mL.

Se l'incertezza cade già sui centesimi, non ha senso esprimere il suo valore come 0,034 mL.

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Mariù

2015-11-11 09:34

Mi piacerebbe confrontarmi con voi su questo quesito:

Un campione di 0,2521 gr di un acido debole incognito è titolato con una soluzione 0.1005M di NaOH, richiedendo 42.68 ml per raggiungere il punto finale. Determinare il peso equivalente del composto. Quali fra i seguenti acidi potrebbe essere l’acido incognito?

Acido ascorbico, monoprotico, PM= 176.1

Acido malonico, diprotico, PM= 104.1

Acido succinico, diprotico, PM= 118.1

Acido citrico, triprotico, PM= 192.1

Mi trovo il numero di moli di NaOH necessarie a neutralizzare l'acido, e quindi:

n NaOH = 0,1005 * 0,04268 = 4,28^10-3

A questo punto, per trovare il equivalente farei:

0,2521/4,28 ^10-3 = 58,90

Quindi, potrei supporre che l'acido in questione, con le dovute approssimazioni sia il succinico, diprotico, che ha un PM = 118,1

E' sbagliato?

LuiCap

2015-11-11 10:31

Il risultato è corretto, operò ci sono delle inesattezze nei termini usati per spiegare il procedimento.

1 equivalente reagisce sempre con 1 equivalente, perciò:

eq NaOH = eq R-(COOH)n = 4,29·10^-3 eq

Perciò la ME (cioè la massa di 1 eq di R-(COOH)n in g/eq si calcola:

ME = m/eq

ME = 0,2521 g / 4,29·10^-3 eq = 58,77 g/eq

Dato che:

MM (g/mol) = ME (g/eq) x n (eq/mol)

Se n = 1 eq/mol ====> MM = 58,77 g/eq x 1 eq/mol = 58,77 g/mol

Se n = 2 eq/mol ====> MM = 58,77 g/eq x 2 eq/mol = 117,5 g/mol

Se n = 3 eq/mol ====> MM = 58,77 g/eq x 3 eq/mol = 176,3 g/mol

L'Errore Relativo % più basso fra le MM possibili è quello in cui si considera l'acido succinico, di formula generale R-(COOH)2:

ER% = (117,5 - 118,1) / 118,1 x 100 = -0,47%

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Mariù

2015-11-11 18:12

Quanti grammi di Na2CO3 (MW = 105,9 g/mol) sono necessari per neutralizzare 22,31 ml di HCl 0,1017 M?

Io ho ragionato così:

n HCl = 0,1017 x 22,31*10^-3 = 2,268 *10^-3 mol

La completa neutralizzazione di Na2CO3 richiede due moli di HCl per ogni mole di Na2CO3.

n Na2CO3 = 1,134*10^-3

g = 1,134*10^-3 x 105,9 g/mol = 0,120 g

E' giusta?

LuiCap

2015-11-11 18:22

Sì, è corretto.

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Mariù

2015-11-15 17:11

40.0 ml di HA, un acido debole,sono titolati con una soluzione 0.400 M di NaOH. La soluzione originaria di HA ha un pH di 2,3.

L’aggiunta di 6.0 ml di NaOH porta a pH 3.5. Il punto di equivalenza della titolazione si ha quando si aggiungono 20.0 ml di NaOH.

a)Calcolate la molarità dell’acido

b) Calcolate il Ka dell’acido.

Penso che ci sia qualche dato che non serve. Sbaglio?


Io ho fatto così, è sbagliato?

Grazie, come sempre.

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LuiCap

2015-11-15 18:07

Il punto di equivalenza di una qualsiasi titolazione rappresenta l'equivalenza stechiometrica tra le moli di titolante e le moli di titolato.

La reazione completa che avviene è:

HA + NaOH --> NaA + H2O

In questo caso, essendo l'acido monofunzionale possiamo scrivere che al p.e. abbiamo:

n NaOH = n HA

VNaOH x MNaOH = VHA x MHA

perciò

MHA = 20,0 x 0,400 /40,0 = 0,200 mol/L

Dopo aver aggiunto solo 6 mL di NaOH siamo prima del punto di equivalenza, perciò:

n NaOH = 0 mol

n A- formate = n NaOH aggiunte = 0,0060 x 0,400 = 2,4·10^-3 mol

n HA rimaste = n iniziali - n A- formate = [(0,0400 x 0,200) - 2,4·10^-3] = 5,6·10^-3 mol

Siamo perciò in presenza della soluzione tampone HA/A- avente:

pH = 10^-3,5

[A-]/[HA] = n A-/n HA = 2,4·10^-3 / 5,6·10^-3

HA <==> H+ + A-

Ka = [H+] x n A-/n HA

Ka = 10^-3,5 x 2,4·10^-3 / 5,6·10^-3 = 1,4·10^-4

I dati forniti servono tutti ;-)

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Mariù

2015-11-17 19:11

Ciao a tutti! Mi dareste cortesemente una mano con questa titolazione base debole-acido forte? Proviamo a ragionarci insieme magari.

L'idraziona N2H4 è una base debole con Kb = 1,71 x 10^-6. 20 ml di idrazina 0,10 M vengono titolati al punto equivalente con 20 ml di HCl 0,10 M. Calcolare il pH in questo punto.

NH2-NH2 + HCl -----> NH2-NH3(+)Cl(-) 

NH2-NH3(+) + H2O ----> NH2-NH2 + H3O(+) 

All'equivalenza è presente solo il sale proveniente dall'acido debole che dà idrolisi acida, giusto?

La concentrazione del sale Cs mi viene 0,05, posso a questo punto utilizzare la formula [H3O+] = sqrt[(Kw/Kb)*Cs]?

O il mio ragionamento è completamente sbagliato?

Grazie, come sempre!  :-P

LuiCap

2015-11-17 21:32

Ho qualche dubbio che il pH possa essere calcolato tenendo presente solo l'idrolisi acida di NH2-NH3+.

Il pH risulterebbe, in questo caso, uguale a 4,77.

Il mio dubbio deriva dal fatto che il catione NH2-NH3+ in acqua può comportarsi sia da acido cedendo un protone all'acqua:

NH2-NH3+ + H2O --> NH2-NH2 + H3O+ da cui Ka1 = Kw/Kb2

che da base acquistando un protone dall'acqua:

NH2-NH3+ + H2O --> NH3-NH32+ + OH- da cui Kb1

La somma di queste due reazioni da:

2NH2-NH3+ --> NH2-NH2 + NH3-NH32+

Il catione NH2-NH3+ è dunque un anfolita.

L'idrazina possiede due costanti di dissociazione basica. Al momento non ho altri testi a disposizione, e gli unici dati che ho trovato sono qui: http://www.pianetachimica.it/giochi/test/Tabella_Acidi_KA.pdf

Queste tabelle vengono fornite durante l'esecuzione dei test dei Giochi della Chimica, perciò la fonte è abbastanza sicura.

Per l'idrazina vengono riportate queste Kb:

Kb1 = 8,5·10^-7

Kb2 = 8,9·10^-16

Il pH dell'anfolita NH2-NH3+ è indipendente dalla sua concentrazione, e si calcola dalla seguente relazione:

[H+] = radice quadrata [(Kw/Kb1) x (Kw/Kb2)] = 3,64·10^-4 mol/L

In questo caso, usando le due Kb che ho trovato, il pH risulta:

pH = 3,44

Il dubbio che ho è che, essendo la Kb2 estremamente bassa, si possa trascurare il comportamento del catione NH2-NH3+ come base essendo questa debolissima. In tal caso il pH si calcola nel modo che hai scritto tu.

Indagherò ;-)


Riguardati questa discussione, avevo già spiegato lì le motivazioni.

http://myttex.net/forum/Thread-Esercizi-sul-pH--7742

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Mariù

2015-11-21 11:25

Vorrei provare a confrontarmi con voi su questa retrotitolazione.

 

Trovo numero di moli di K2Cr2O7 totali = 0,025 x 0,02517 = 6,29*10^-4 

Poi trovo il numero di moli di Fe = 0,0853 x 0,00949 = 8,09 * 10-5

Stechiometricamente io so che 6 moli di Fe, reagiscono con una di K2Cr2O7, quindi impostando la proporzione trovo che le moli sono 4,854 *10-4

A questo punto devo sempre considerare il rapporto strchiometrico e dividere x 6, per trovare il numero di moli di Fe che hanno retrotitolato K2Cr2O7.

Poi le moltiplico x il PM, divido per il volume e moltoplico per 10^6 per trovare le ppm, ma non esce.

Cosa sbaglio?

Grazie, a presto!

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LuiCap

2015-11-21 13:06

I calcoli nelle titolazioni redox sono piuttosto insidiosi se vengono fatti con le moli.

L'errore che hai commesso è stato quello di invertire i rapporti stechiometrici tra Fe2+ e Cr2O72-.

I calcoli corretti sono questi:

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Più semplici sono i calcoli eseguiti con gli equivalenti.

Ovviamente in entrambi i modi il risultato finale deve coincidere.

dicromato 2.jpg
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Mariù

2015-11-22 10:53

Ciao a tutti! Ho questo problema:

Calcolare il pH che ottengo miscelando 0,093 g di idrossido di magnesio con 75 ml di HCl 0,0500 M, il risultato mi viene leggermente diverso, cosa sbaglio?

Grazie a tutti! :-/

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LuiCap

2015-11-22 11:24

Il procedimento è corretto.

Sbagli però negli arrotondamenti intermedi e non fai i calcoli successivi al primo mantenendo tutte le cifre date dalla calcolatrice in memoria.

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Mariù

2015-11-22 11:30

Il libro riporta 2,13 :-(

LuiCap

2015-11-22 12:29

Sono proprio suonata!!!

Mg(OH)2(s) + 2HClaq) --> MgCl2(aq) + 2H2O(l)

n HCl totali = 0,0500 mol/L x 0,075 L = 0,0037 mol

n Mg(OH)2 = 0,093 g / 58,3 g/mol = 0,0016 mol

Il reattivo limitante è Mg(OH)2 che reagisce completamente.

Rimane un eccesso di HCl pari a:

n HCl in eccesso = 0,0037 - (2 x 0,0016) mol = 0,00056 mol

M HCl = 0,00056 mol / 0,075 L = 0,00746 mol

pH = 2,1 (2,127)

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Mariù

2015-11-22 13:41

Concettualmente non è uguale per come ho fatto io? :-(

LuiCap

2015-11-22 14:48

No, perché quando fai questo calcolo:

0,00375/2 = 0,00188 mol trovi le moli di Mg(OH)2 che reagiscono con 0,00375 mol di HCl

Ma questo valore è superiore al numero di moli di Mg(OH)2 che hai a disposizione che sono 0,0016, quindi la sottrazione successiva non ha alcun significato, se non quello di trovare il numero di moli di Mg(OH)2 da aggiungere affinché l'HCl a disposizione reagisca tutto.

Questo ai fini del calcolo del pH non serve a niente.

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Mariù

2015-11-22 15:58

Se invece ho una soluzione preparata sciogliendo 3,30 g di (NH4)2SO4 in acqua, aggiungendo 125,0 ml di NaOH 0,1011 M e diluendo a 500,00 ml, che pH ottengo?

Io ho ragionato così:

2NaOH + (NH4)2SO4 --> 2NH3 + 2H2O+ Na2SO4

Mi trovo le moli di NaOH = 0,125 L x 0,1011 = 0,0126 mol

Poi mi trovo le moli di (NH4)2SO4 = 3,30/132,14 g/mol = 0,0249

So che il rapporto stechiometrico è di 2:1, devo trovarmi [NH4+] / [NH3] che si formano? Ho un problema di calcoli stechiometrici :/

Grazie!

LuiCap

2015-11-22 16:37

Sì.

Dopo reazione si formano 0,00632 mol di NH3 e restano 0,00934 mol di NH4+ in 500 mL.

Quindi è una soluzione tampone.

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Mariù

2015-11-22 16:51

Come fanno a uscirti questi valori? :-(

LuiCap

2015-11-22 17:17

Come sempre la fretta........ scusa.

Il reagente limitante è l'NaOH, perciò, dopo reazione, avremo:

n NaOH = n NH3 = 0,0126 mol

n (NH4)2SO4 che reagiscono = 0,0126 / 2 = 0,00632 mol

n (NH4)2SO4 che rimangono = (0,0250 - 0,00632) = 0,0187 mol

n NH4+ che rimangono = 0,0187 x 2 = 0,0374 mol

[NH3] = 0,0126 mol / 0,500 L = 0,0252 mol/L

[NH4+] = 0,0374 mol / 0,500 = 0,0747 mol/L

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Mariù

2015-11-23 09:31

Buongiorno e buon inizio settimana! Vorrei confrontarmi con voi su questo problema: vi illustro come ho sviluppato la prima parte, vorrei qualche chiarimento sulla seconda.

Grazie a tutti!  Blush


Fin qui è giusto? Nella seconda titolazione, devo rititolare CO3--?

Grazie ancora, a presto!

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