metodo di kieldahl

[Rosa]

Buongiorno perchè nella parte finale del metodo di Kieldahl
La differenza tra gli equivalenti di acido in eccesso e la base che retrotitola l'eccesso di HCl mi dà gli equivalenti di ammoniaca?

[LuiCap]

Prova a scrivere tutte le reazioni che avvengono nella determinazione del l'azoto ammoniaca le con il metodo Kjeldahl

[Rosa]

Composto con N + H2SO4(aq) → (NH4)2SO4(aq) + CO2(g) + SO2(g) + H2O(g)
La soluzione ottenuta viene titolata con l’aggiunta di una piccola quantità di NaOH che trasforma lo ione ammonio in ammoniaca:
(NH4)2SO4(aq) + 2NaOH(aq) → Na2SO4(aq) + 2H2O(l) + 2NH3(g)
L’ammoniaca viene distillata in una beuta contenente una quantità nota di acido forte standardizzato. E dopo questo si effettua la retrotitolazione , ma riguardo a questa ho ancora difficoltà a capire. E inoltre le retrotitolazione si fanno anche in altri metodi diversi da questo che serve per determinare N?

[LuiCap]

Determinazione dell'azoto ammoniacale

Per azoto ammoniacale si intende quello presente nei composti che contengono lo ione ammonio.
Lo ione ammonio NH4+ è un acido troppo debole (Ka = 5,6·10^-10) per essere titolato con metodo diretto con una soluzione a titolo noto di una base forte, tipo NaOH; al contrario la sua base coniugata NH3 (Kb = 1,8·10^-5) soddisfa i requisiti di titolabilità e viene titolata con una retrotitolazione.
Il metodo Kjeldahl per la determinazione dell'azoto ammoniacale consiste nel porre una massa di campione pesata e sciolta in un piccolo volume di acqua in un pallone Kjeldahl, detto "a pera" e qualche goccia di fenolftaleina, e montare tutta l'apparecchiatura per la distillazione:



Nell'imbuto di carico posto sopra al pallone Kjeldahl si mette una soluzione di NaOH al 30% in peso, mentre nella beuta in cui si raccoglie il distillato si pone un volume noto ed in eccesso rispetto all'azoto ammoniacale di soluzione di HCl a titolo noto e alcune gocce di indicatore che viri a pH acido (rosso metile o verde bromocresolo).
Si controlla che i giunti di raccordo siano perfettamente chiusi, si inizia a riscaldare la soluzione del campione e contemporaneamente si addiziona lentamente la soluzione di NaOH al 30% mantenendo una blanda ebollizione; durante la distillazione il contenuto del pallone deve sempre rimanere nettamente basico (la fenolftaleina resta rosa e non si deve decolorare). La base forte sposta la base debole dal suo sale, quindi si libera ammoniaca gassosa e vapor acqueo:
reazione 1) NH4+ + NaOH(aq) NH3(g) + H2O(g)
L'ammoniaca resta un gas, mente il vapor acqueo condensa passando attraverso il refrigerante e vengono raccolti nella beuta contenente la soluzione standard di HCl, dove avviene quest'altra reazione:
reazione 2) NH3(g) + HCl(aq) NH4+ + Cl-
L'HCl in eccesso, cioè non reagito con l'NH3 distillata, viene retrotitolato con una soluzione di NaOH a titolo noto fino al viraggio dell'indicatore utilizzato:
reazione 3) HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l)
Nonostante quest'ultima sia una reazione acido forte-base forte, l'indicatore utilizzato non può essere fenolftaleina perché nel distillato è presente anche lo ione ammonio (acido debole) formatosi nella reazione 2) che potrebbe reagire con l'NaOH utilizzata nella retrotitolazione.
Al punto equivalente:
mol NH3 = mol HCl totali - mol NaOH
mol NH3 = mol NH4+ presenti nel campione in esame

Esistono oggi dei distillatori in corrente di vapore che permettono di rendere molto più veloce la distillazione dell'ammoniaca.

La determinazione dell'azoto proteico prevede un trattamento preliminare del campione organico (-NH2) con H2SO4 conc, K2SO4 e catalizzatore con prolungata ebollizione.
In questo caso il carbonio viene trasformato in CO2 e H2O, i sali presenti nel campione in solfati e l'azoto proteico (-NH2) in (NH4)2SO4. Il resto del procedimento è identico a quello descritto.
Se nel campione in esame è presente anche azoto ammoniacale il risultato che si ottiene è l'azoto totale: proteico + ammoniacale.

Le retotitolazioni si eseguono anche nell'analisi volumetrica con EDTA, AgNO3, KMnO4, Na2S2O3 e I2.

[Rosa]

quindi la retrotitolazione serve a trovare le moli di HCl totale per poi infine trovare quelle di NH3? Grazie mille

[LuiCap]

Le moli di HCl totale le devi conoscere prima di iniziare la distillazione perché nella beuta metti un volume noto di HCl a titolo noto:
n HCl totali = V(HCl) x M(HCl)
Il volume di NaOH a titolo noto lo leggi sulla buretta al viraggio dell'indicatore:
n NaOH = V(NaOH) x M(NaOH) = n HCl in eccesso.
n HCl totali - n HCl in eccesso = n HCl reagite = n NH3 = n NH4+

[Rosa]

Le moli di HCl in eccesso non reagiscono con niente? Scusi la domanda scema grazie

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Ma retrotitolazione e titolazione indiretta sono sinonimi quindi?

[LuiCap]

Le moli di HCl in eccesso reagiscono con la soluzione a titolo noto di NaOH secondo la reazione 3.
Meglio usare il termine "titolazione di ritorno" come sinonimo di retrotitolazione.

[Rosa]

Ma lei consiglia qualche canale Youtube per vedere la pratica dell'analisi quantitativa? Su youtube ho trovato di tutto ma non so quale sia attendibile e quale no. Ora ho trovato una spiegazione si una prof e finalmente ho capito qualcosina

[LuiCap]

Non conosco canali YouTube perché avevo un laboratorio vero a disposizione per insegnare la pratica.
Prova ad inviarmi il link di un video che ti do il mio parere.