Esempio di analisi volumetrica

Sopra Chimica analitica, il Volumetria è un metodo di analisi che consiste nel Misurazione del volume di reagente necessario per reagire stechiometricamente con l'analita, che è la sostanza da determinare.

Reagire stechiometricamente si riferisce alle sostanze che interagiscono chimicamente, secondo la proporzione che segna l'equazione chimica già equilibrato.

La sostanza da indagare si chiama Analita. Da questa sostanza verrà prelevato come campione un volume noto ed esattamente misurato, che chiameremo Aliquota, contenuto in una beuta di Erlenmeyer per iniziare l'analisi.

Concetti di analisi volumetrica

Analisi volumetrica, essendo un tipo di Analisi chimica, trasportare coinvolto una reazione chimica chemical. Questa reazione chimica sarà condotta tra il campione con una quantità sconosciuta della sostanza in esame, e una quantità nota di un'altra sostanza, in grado di reagire con la prima.

Il Le sostanze di reazione saranno in soluzione acquosa, e si misureranno i volumi di soluzioni che hanno interagito per raggiungere la fine della reazione, che saranno visibili grazie ad un indicatore che darà colore all'interno del pallone.

Nell'analisi volumetrica, la soluzione acquosa di La concentrazione nota è chiamata soluzione standard, Standard o Titolante, e servirà come riferimento per, terminando la reazione, per effettuare il calcolo che rivelerà la quantità della sostanza in esame.

Questa procedura per far reagire entrambe le soluzioni è chiamata Laurea chimica o Valutazione, che è la parte fondamentale dell'Analisi Volumetrica. Consiste nell'andare versando gradualmente la Soluzione Standard (Titolante) nell'aliquota (Campione), fino a quando l'indicatore mostra il cambiamento con una differenza di colore.

UN Indicatore È una sostanza chimica che viene aggiunta all'Aliquota, mostrando una colorazione, e che quando la reazione termina, cambierà colore.

Un'analisi volumetrica consiste in una semplice serie di passaggi:

1.- Preparazione della soluzione standard

2.- Preparazione del Campione o Aliquota

3.- Laurea in Chimica

4.- Misurazione del volume

5.- Calcolo della sostanza in esame.

Al punto in cui hanno già completamente reagito le due sostanze, si chiama Punto d'equivalenza.

Come in ogni metodo chimico di analisi, nell'analisi volumetrica ci sono requisiti per buoni risultati:

-La reazione chimica deve essere SelettivoCioè, la soluzione standard reagirà solo con il campione.

-La reazione chimica deve essere Stechiometrico, cioè obbedire alle proporzioni segnate nell'equazione chimica bilanciata.

-La reazione chimica deve essere Quantitativo; si riferisce al completamento del 99,9% al punto di equivalenza.

-Ci deve essere un punto finale rilevabile nella reazione, che sarà meglio confermato dall'indicatore.

Modello primario

Il Modelli primari Sono sostanze di elevata purezza la cui concentrazione in soluzione è calcolata direttamente dalla quantità pesata e dal volume d'acqua utilizzato.

R) Sì, si può reagire con soluzioni funzionanti, per conoscere le concentrazioni di quest'ultime e convertirle in soluzioni standard.

Esempi di modelli primari sono:

-carbonato di sodio (Na₂CO₃): Usato per standardizzare gli acidi, come l'acido solforico.

-Biftalato di potassio: è lo standard primario per preparare soluzioni standard di basi, come l'idrossido di sodio.

-Cloruro di sodio (NaCl): viene utilizzato per standardizzare le soluzioni di nitrato d'argento.

-Carbonato di calcio (CaCO₃): Standard primario per EDTA (acido etilendiamminotetraacetico).

Un Modello Primario deve soddisfare diverse caratteristiche essenziali:

deve avere un Purezza elevata, Stabilità atmosferica, Assenza di acqua di idratazione, Basso costo e facile da ottenere, Sì Peso equivalente elevato.

Classificazione dell'analisi volumetrica

A seconda della specie chimica con cui si lavora per fare un'analisi, sarà il tipo di Volumetria:

Volumetria acido-base: Funziona, sia con un acido che con una base, per analizzare campioni che contengono acidi o basi.

Volumetria delle precipitazioni: Chiamata anche argentometria, utilizza una soluzione standard di nitrato d'argento per determinare quanti cloruri ci sono in un campione.

Volumetria di complessità: Una soluzione standard di un complessante, come l'EDTA, viene utilizzata per misurare la concentrazione di Durezza, ovvero Carbonati di Calcio e Magnesio, nell'Acqua.

Volumetria REDOX: La reazione avviene tra una sostanza ossidante e una sostanza riducente.

Indicatori

Tra i numerosi indicatori utilizzati in Volumetria, tre spiccano:

1.- Arancio metile: Prende una colorazione arancione nell'aliquota, che verrà titolata con un acido. Quando viene raggiunto il punto di equivalenza, l'indicatore diventa giallo.

2.- Fenolftaleina: È trasparente all'inizio nell'aliquota, che sarà intitolata con una base. Quando viene raggiunto il punto di equivalenza, l'indicatore diventa rosa.

3.- Nero eriocromo: È l'indicatore utilizzato per determinare la durezza dell'acqua. All'inizio è viola nell'aliquota, fino a quando non viene titolata con un complessante. Alla fine della reazione, diventa blu.

Strumenti in un'analisi volumetrica

In un'Analisi Volumetrica si utilizzeranno una serie di strumenti che, se non disponibili, non possono essere adeguatamente sviluppati:

1.- Matraccio tarato: È un contenitore a forma di bulbo nella sua parte inferiore, appiattita nella parte inferiore, che ha una colonna sottile in cui viene aggiunto il liquido. Ha un segno per indicare dove dovrebbe essere il menisco del liquido, in modo che copra il volume esatto. Viene utilizzato per contenere Soluzioni Standard; grazie alla precisione del suo volume, è assicurata una concentrazione nota.

2.- Pipette: sono tubi sottili graduati che consentono di misurare in modo affidabile quantità esatte di liquido. Sono disponibili fino a 25 millilitri e consentono un campionamento accurato.

3.- Buretta: è un tubo allungato con una capacità di 50 millilitri, che conterrà la Soluzione Standard. Ad una delle sue estremità ha una valvola di regolazione del flusso che scaricherà la Soluzione nell'Aliquota.

4.- Matracci di Erlenmeyer: Sono contenitori a base piatta, di forma conica che termina con un bordo cilindrico. Questo design li rende adatti alle titolazioni chimiche, poiché non consentono allo scuotimento delle soluzioni di traboccarle. Se devono essere eseguiti test ripetitivi, saranno necessari almeno tre per garantire un risultato affidabile.

Calcoli in un'analisi volumetrica

Poiché vengono gestite soluzioni acquose, le quantità importanti per un'analisi volumetrica sono la concentrazione e il volume.

L'equazione principale della Volumetria si basa su quattro dati principali:

C₁= Concentrazione del campione (sconosciuta)

V₁= Volume dell'Aliquota, con cui è stata lavorata l'analisi

C₂= Concentrazione della Soluzione Standard utilizzata per raggiungere il punto di equivalenza

V₂= Volume Soluzione Standard necessaria per raggiungere la fine della reazione

I dati vengono sostituiti nell'equazione, lasciando sconosciuta solo la concentrazione ricercata. Naturalmente, tutti i dati devono trovarsi sulle stesse unità.

Esempi di analisi volumetriche

Determinazione dei Cloruri (Cl-) per Argentometria, con Nitrato d'Argento.

Determinazione dei Bromuri (Br-) per Argentometria, con Nitrato d'Argento.

Determinazione dei Cianidi (CN-) per Argentometria, con Nitrato d'Argento.

Determinazione del carbonato di magnesio (MgCO₃), per Complessometria, con EDTA.

Determinazione del carbonato di calcio (CaCO₃), per Complessometria, con EDTA.

Analisi dell'acido solforico (H₂SW₄) con idrossido di sodio (NaOH).

Analisi dell'idrossido di sodio (NaOH) con acido cloridrico (HCl).

Determinazione dell'Antimonio (III) con Permanganato di Potassio (KMnO₄).

Determinazione dell'arsenico (III) con permanganato di potassio (KMnO₄).

Determinazione del Titanio (III) con Permanganato di Potassio (KMnO₄).

Determinazione del Molibdeno (III) con Permanganato di Potassio (KMnO₄).

Determinazione del Ferro (II) con Permanganato di Potassio (KMnO₄).

Determinazione dello ione ossalato con permanganato di potassio (KMnO₄).