Titrări acido-bazice

Echivalență

n (H X^{+})_{cedat} = n (H X^{+})_{acceptat}

c_{A} V_{A} z_{A} = c_{B} V_{B} z_{B}

z = H⁺ cedați / acceptați de o moleculă

Normalitate și factor

N = z c_{M}

normalitatea

c_{real} = F \cdot c_{nominal}

ex. HCl 0,1 N, F = 1,0272

Forma curbei

Tare–tareechivalență la pH 7, salt mare (4–10)
Acid slab–bază tareechivalență la pH > 7
Bază slabă–acid tareechivalență la pH < 7

Alegerea indicatorului

Intervalul de viraj trebuie să cadă în saltul de pH din jurul echivalenței.

Acid slabfenolftaleină
Bază slabăroșu de metil / metiloranj

Dublu indicator cu HCl (Warder)

Probă	V₁ (fenolftaleină)	V₂ în plus (metiloranj)
NaOH + Na₂CO₃	OH⁻ + CO₃²⁻ → HCO₃⁻	$n (Na X_{2} CO X_{3}) = c V_{2}$ ; $n (NaOH) = c (V_{1} - V_{2})$
Na₂CO₃ + NaHCO₃	$n (Na X_{2} CO X_{3}) = c V_{1}$	$n (NaHCO X_{3}) = c (V_{2} - V_{1})$

H3PO4 și amestecuri cu H2SO4

H₃PO₄cedează 1 H⁺ la metiloranj, 2 H⁺ la timolftaleină
H₂SO₄cedează 2 H⁺ la oricare
Deci $n (H X_{3} PO X_{4}) = c (V_{T F} - V_{M O})$

1.Titrezi 20,00 mL CH₃COOH 0,1 M cu NaOH 0,1 M. Ce indicator alegi?
Metiloranj (3,1–4,4)Roșu de metil (4,4–6,2)Fenolftaleină (8,2–10,0)Oricare, saltul e mare
Ce sare ai în pahar la echivalență și cum hidrolizează?
1. La echivalență ai CH₃COONa 0,05 M; acetatul hidrolizează bazic.
2. $[OH X^{-}] = K_{b} c = 5, 5 \cdot 1 0^{- 10} \cdot 0, 05$ ≈ 5,2·10⁻⁶ M → pH ≈ 8,72.
3. Doar fenolftaleina virează în jurul lui 8,7.
2.Peste 20,00 mL HCl 0,1000 M se adaugă 10,00 mL NaOH 0,1000 M. Ce pH are soluția?
Rămâne acid în exces, dar volumul total s-a schimbat.
1. n(H⁺) rămas = 2,000·10⁻³ − 1,000·10⁻³ = 1,000·10⁻³ mol
2. V total = 30,00 mL → [H⁺] = 0,03333 M
3. pH = −lg 0,03333 = 1,48
3.Calculează pH-ul la punctul de echivalență când 20,00 mL CH₃COOH 0,1000 M (pKa = 4,74) se titrează cu NaOH 0,1000 M.
Volumul s-a dublat; lucrezi cu Kb al acetatului.
1. c(CH₃COO⁻) = $0, 1000 \cdot \frac{20}{40}$ = 0,0500 M
2. $K_{b} = \frac{K _{w}}{K _{a}} = \frac{1 0 ^{- 14}}{1 0 ^{- 4, 74}} = 5, 5 \cdot 1 0^{- 10}$
3. $[OH X^{-}] = 5, 5 \cdot 1 0^{- 10} \cdot 0, 05$ = 5,2·10⁻⁶ → pOH = 5,28 → pH = 8,72
4.O probă de NaOH tehnic se aduce la 250,0 mL. Alicote de 20,00 mL se titrează cu HCl 0,1 N, F = 1,0272. Media volumelor: V₁ = 18,40 mL până la decolorarea fenolftaleinei, apoi încă V₂ = 4,20 mL până la virajul metiloranjului. Ce masă de NaOH conține proba?
g
n(NaOH) vine din V₁ − V₂. Nu uita factorul 250/20.
1. c(HCl) = 0,1 · 1,0272 = 0,10272 M
2. n(NaOH) în alicotă = 0,10272 · (18,40 − 4,20)·10⁻³ = 1,4586·10⁻³ mol
3. În balon: × 12,5 = 1,8233·10⁻² mol → m = 1,8233·10⁻² · 40,00 = 0,7293 g
5.25,00 mL dintr-un amestec de Na₂CO₃ și NaHCO₃ se titrează cu HCl 0,1000 M. Fenolftaleina se decolorează la 8,00 mL. Metiloranjul virează când biureta arată în total 21,00 mL (citit de la început). Ce concentrație molară are NaHCO₃?
mol/L
Volumul de 21,00 mL e total. Carbonatul consumă 8,00 mL la fiecare treaptă.
1. n(Na₂CO₃) = 0,1000 · 8,00·10⁻³ = 8,00·10⁻⁴ mol
2. Treapta a doua: 21,00 − 8,00 = 13,00 mL, din care 8,00 mL pentru HCO₃⁻ format din carbonat
3. n(NaHCO₃) = 0,1000 · (13,00 − 8,00)·10⁻³ = 5,00·10⁻⁴ mol → c = 5,00·10⁻⁴ / 0,02500 = 0,0200 M
6.10,00 mL dintr-un amestec de H₂SO₄ și H₃PO₄ se titrează cu NaOH 0,1000 M. Cu metiloranj se consumă 12,00 mL; o altă alicotă de 10,00 mL, cu timolftaleină, consumă 17,00 mL. Ce concentrație molară are H₂SO₄?
mol/L
Câți H⁺ cedează fiecare acid la fiecare indicator?
1. Metiloranj: 2·n(H₂SO₄) + 1·n(H₃PO₄) = 0,1000 · 12,00·10⁻³ = 1,200·10⁻³
2. Timolftaleină: 2·n(H₂SO₄) + 2·n(H₃PO₄) = 1,700·10⁻³
3. Scazi: n(H₃PO₄) = 5,00·10⁻⁴ mol → $n (H X_{2} SO X_{4}) = \frac{1 , 200 \cdot 1 0 ^{- 3} - 5 , 00 \cdot 1 0 ^{- 4}}{2}$ = 3,50·10⁻⁴ mol
4. c(H₂SO₄) = 3,50·10⁻⁴ / 0,01000 = 0,0350 M
7.Se dizolvă 0,6304 g H₂C₂O₄·2H₂O (M = 126,07) într-un balon de 100,0 mL. O alicotă de 10,00 mL consumă 9,80 mL soluție de NaOH „0,1 M”. Calculează factorul F al soluției de NaOH.
Acidul oxalic este diprotic.
1. n(acid) în alicotă = $\frac{0 , 6304}{126 , 07 \cdot 10}$ = 5,000·10⁻⁴ mol
2. n(NaOH) = 2 · 5,000·10⁻⁴ = 1,000·10⁻³ mol
3. c(NaOH) = 1,000·10⁻³ / 9,80·10⁻³ = 0,10205 M → F = 1,0205
8.10,00 mL electrolit de acumulator (ρ = 1,28 g/mL) se diluează la 500,0 mL. O alicotă de 10,00 mL consumă 18,60 mL NaOH 0,1000 M la fenolftaleină. Ce concentrație procentuală de masă are H₂SO₄ în electrolit?
%
Lanțul e: alicotă → balon → 10 mL electrolit → masa lui.
1. n(H₂SO₄) în alicotă = $\frac{0 , 1000 \cdot 18 , 60 \cdot 1 0 ^{- 3}}{2}$ = 9,30·10⁻⁴ mol
2. În 500 mL (= cei 10 mL de electrolit): × 50 = 4,65·10⁻² mol → m = 4,65·10⁻² · 98,08 = 4,561 g
3. m(electrolit) = 10,00 · 1,28 = 12,80 g → $c % = \frac{4 , 561}{12 , 80} \cdot 100$ = 35,6%