DETERMINAREA CONSTANTEI DE ACIDITATE PRIN METODA POTENTIOMETRICA

DETERMINAREA CONSTANTEI DE ACIDITATE PRIN METODA POTENŢIOMETRICĂ

1. CONSIDERAŢII TEORETICE

Daca potentialul unui electrod este în functie de activitatea (concentratia) unei specii de ioni, atunci el poate fi folosit, drept indicator în titrarea ionului respectiv. O astfel de metoda de dozare care foloseste drept indicator potentialul unui electrod reversibil cu ionul de dozat se numeste titrare potentiometrica (sau electrometrica).

Punctul de echivalenta se determina de obicei din graficul reprezentând variatia potentialului în functie de volumul de reactiv adaugat sau -mai precis- din graficul reprezentând raportul Δε/ΔV ( variatia potentialului raportata la variatia volumului) în functie de volumul de reactiv adaugat. Se poate usor demonstra ca la echivalenta, variatia de potential în functie de volumul de reactiv adaugat este maxima (salt de potential) ducând la un punct de inflexiune (fig. 22a), iar graficul reprezentând Δε/ΔV în functie de volumul de reactiv adaugat prezinta un maxim în acest punct (fig. 22b).

Determinarea constantei de aciditate prin metoda potentiometrica consta în titrarea potentiometrica a unui acid slab cu o bază 121b19b ; tare, urmarind modifivarea pH-ului în cursul titrarii cu ajutorul unui electrod de sticla.

Consideram un acid slab HA, a carui constanta de aciditate este data de expresia:

  (1)

Fig. 22

În momentul în care jumatate din acid este neutralizat avem si considerând ca ne aflam în cazul unei solutii diluate pentru care activitatile pot fi echivalente cu concentratiile, relatia (1) devine:

(2)

Acest punct, ce corespunde la neutralizarea jumatatii din acid, poate fi determinat din graficul pH în functie de v (volumul de baza adaugata). Pentru determinarea mai precisa a punctului de echivalenta este mai indicat a trasa curba diferentiala ΔpH/Δv functie de v, când punctul corespunzator neutralizarii totale este indicat de un maxim (pic), dupa care pH-ul corespunzator la neutralizarea jumatatii de acid se citesste din primul grafic pH=f(v).

2. APARATURĂ sI REACTIVI

- electrod de sticla;

- electrod de calomel;

- milivoltmetru electronic;

- biureta;

- agitator magnetic;

- acid acetic 0,1 N;

- solutie NaOH 0,1 N;

- apa distilata.

3. MODUL DE LUCRU

Practic pentru determinarea constantei de aciditate prin metoda titrarii potentiometrice se va proceda în felul urmator:

- În prealabil se etaloneaza un milivolmetru pentru citirea directa a pH-ului folosind un electrod de sticla;

- În paharul de titrare se introduce un anumit volum din solutia de acid (10-50 ml, în functie de concentratia acidului) si se completeaza cu apa pâna la un volum total de circa 100 ml. Se introduce electrodul de sticla si cel de calomel si se citeste pH-ul initial;

- Titrarea se realizeaza sub agitare continua, determinându-se pH-ul pentru diferite valori ale volumului de reactiv adaugat. Acestea se aleg în functie de valoarea ΔpH/Δv, mai mari la începutul titrarii (câte 0,5 ml) apoi mai mici, pe masura apropierii de punctul de echivalenta (0,2 si 0,1 ml).

4. PRELUCRAREA DATELOR EXPERIMETALE

Datele experimetale se trec în tabelul urmator:

Se traseaza graficele pH=f(v) si ΔpH/Δv=f(v). Din cel de-al doilea grafic se determina punctul de echivalenta, iar din primul, pH-ul corespunzator neutralizarii jumatatii din acidul initial.

Din relatia (2) se determina K_ac pentru acidul respectiv.

Raspundeti la urmatoarele întrebari:

1. Ce este titrarea potentiometrica?

2. Cum se determina de obicei punctul de echivalenta?

3. În ce consta determinarea constantei de aciditate prin metoda potentiometrica?

4. Care este expresia constantei de aciditate pentru un acid slab HA?

5. Când ?

6. În cazul unei solutii diluate, pentru care activitatile pot fi echivalente cu concentratiile, cu ce este egal pK_ac?

7. Cum se determina punctul ce corespunde la neutralizarea jumatatii de acid?

8. Cum se determina, mai precis, punctul de echivalenta?

9. Cum trebuie sa fie valoarea volumului reactivului adaugat în timpul titrarii potentiometrice?