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In chimica, la titolazione è un processo attraverso il quale un chimico può trovare la concentrazione di una soluzione con una buona precisione, se sa quale sostanza è contenuta. Questo può essere molto utile per determinare le concentrazioni di acidi e basi, come acido cloridrico e sodio idrossido. Tipicamente, il chimico aggiunge una seconda soluzione, goccia a goccia, fino a quando la miscela cambia improvvisamente colore, segnalando la fine della titolazione.
Processo di base
La soluzione di concentrazione sconosciuta è chiamata "titolo". La soluzione aggiunta è chiamata "titolante". Nella titolazione acido-base, un titolo sufficiente viene aggiunto al titolo per neutralizzarlo. Quindi se il titolo è una base, un chimico aggiunge un acido come titolo.
Un tecnico di laboratorio aggiunge un indicatore di colore al titolo prima che indichi il punto di neutralizzazione.Questo è importante perché se aggiunge il titolante troppo velocemente, il tecnico può andare proprio dal punto di neutralizzazione e non sapere esattamente quanto titolante era necessario per raggiungerlo.
indicatori
Nella titolazione acido-base, il punto di neutralizzazione si verifica ad un pH di 7,0. Il tornasole è un buon indicatore per una titolazione acido-base, perché cambia colore a un pH di circa 6,5 — abbastanza vicino, come verrà spiegato di seguito. Poiché gli indicatori reagiscono con la soluzione misurata, dovrebbero essere usati con moderazione, se possibile solo con poche gocce.
Punto d'equivalenza
Il punto in cui il titolante neutralizza completamente tutto il titolo, lasciando acqua neutra, viene chiamato "punto di equivalenza". Questo è quando il titolante ha "esaurito" tutto il titolo. L'acido e la base si sono completamente annullati a vicenda. Un esempio di questo tipo di cancellazione reciproca è illustrato in questa formula chimica:
HCl + NaOH -> NaCl + H2O
All'equilibrio, il pH della soluzione è 7,0.
Curva di titolazione
Se si utilizza un pHmetro, è possibile registrare il pH su base regolare quando viene aggiunto il titolante. Un diagramma del pH (come asse verticale) rispetto al volume del titolante produrrebbe una curva inclinata particolarmente ripida attorno al punto di equivalenza. PH è una misura della concentrazione di H3O + in una soluzione. L'aggiunta di una o due gocce a una soluzione neutra modifica notevolmente la concentrazione di H3O + di un fattore 10 o più. Raddoppiare la quantità aggiunta non modifica la concentrazione quasi altrettanto. Questo è ciò che rende la curva di titolazione così ripida in quella regione, e quindi rende il punto di equivalenza così facile da identificare nel grafico. La quantità di titolante necessaria per neutralizzare il titolo è quindi facile da quantificare con precisione.
Titolazione potenziometrica
Una curva di titolazione può anche rappresentare graficamente la conduttività (come asse verticale) rispetto al titolante. Acidi e basi conducono elettricità. Pertanto, è possibile misurare la conducibilità inserendo gli elettrodi nel titolo. Gli elettrodi sarebbero collegati a una batteria e ad un amperometro (o voltmetro). La curva di titolazione cambierà rapidamente nel punto di equivalenza. In questo caso, la conducibilità avrà un minimo evidente nel punto di equivalenza. Questo metodo ha il vantaggio di non aver bisogno di un indicatore, che potrebbe interferire o partecipare alla reazione di neutralizzazione, influendo sui suoi risultati.