Titrimetria prin reacții acido-bazice

Metodele titrimetriei prin reacții acido-bazice (cu transfer de protoni) se bazează pe interacțiunea dintre substanțe cu caracter acid și substanțe cu caracter alcalin :

H+ + OH- = H2O

În funcție de titrantul utilizat se deosebesc :

- metode alcalimetrice (titrantul este o soluție de bază :NaOH, KOH) ;

- metode acidimetrice (titrantul este o soluție de acid : HCl, H2SO4).

Procesul de titrare poate fi urmărit după variația pH-ului soluției ( pH = -lg [H+] ) la adaos de titrant.

Pentru aprecierea vizuală a sfârșitului titrării se folosesc frecvent indicatori acido-bazici de culoare. Aceștia sunt substanțe organice cu caracter de acid slab (sau bază slabă), care își modifică culoarea în funcție de pH-ul sistemului titrat - titrant (formele disociată și nedisociată ale indicatorului au culori diferite).

Indicatorii acido-bazici de culoare se caracterizează prin interval (domeniu) de viraj, ce reprezintă intervalul de pH în care se produce schimbarea de culoare.

Câțiva dintre indicatorii acido-bazici de culoare cei mai utilizați în practică sunt prezentați în Tabelul 1.

Tabelul 1. Indicatori acido-bazici de culoare

Indicator

Domeniul de

viraj (pH)

Schimbarea de culoare

de la la

Albastru de timol

1,2 - 2,8

roșu galben

Metiloranj

3,1 - 4,4

roșu galben

Roșu de metil

4,4 - 6,2

roșu galben

Roșu de fenol

6,4 - 8,0

galben roșu

Fenolftaleină

8,2 - 10

incolor roșu

Timolftaleină

9,4 - 10,6

incolor albastru

Tropeolina 0

11,0 - 13,0

Galben - oranj brun

Indicatorul potrivit pentru o titrare va fi ales astfel încât pH-ul corespunzător punctului de echivalență să fie inclus în domeniul de viraj al indicatorului și cât mai aproape de mijlocul acestuia.

Titrimetria prin reacții acido-bazice are numeroase aplicații practice în analiza anorganică (Tabelul 2.) dar și a unor compuși organici(Tabelul 3).

Tabel 2. Aplicații ale titrimetriei acido-bazice în analiza anorganică

Analit

Principiul metodei de analiză

NH3(g)

Azot amoniacal, nitriți (după reducere la amoniac)

NH3 + H2SO4 - (NH4)2SO4 + H2O

Excesul de H2SO4 se titrează cu o bază tare

SO2(g)

SO2 + H2O - H2SO3

H2SO3 rezultat se titrează cu o bază tare

sau : SO2 + H2O2 - H2SO4

H2SO4 rezultat se titrează cu o bază tare

CO2(g)

CO2 + Ba(OH)2 - BaCO3 + H2O

Excesul de Ba(OH)2 se titrează cu un acid tare

SiF4(g)

3SiF4 + 2H2O- 2H2SiF6 + SiO2

H2SiF6 se titrează cu o bază tare

Aciditatea apei

Aciditatea minerală (acizii tari) se determină prin titrare cu NaOH în prezență de m.o.

Aciditatea totală (H2CO3 + acizi tari) se determină prin

titrare cu NaOH în prezență de ff.

Alcalinitatea

apei

Alcalinitatea permanentă (Hidroxizi + carbonați) se

determină prin titrare cu HCl în prezență de ff.

Duritatea

temporară

Ca(HCO3)2 și Mg(HCO3)2 se determină prin titrare cu HCl

în prezență de m.o.

Tabelul 3. Aplicații ale titrimetriei acido-bazice în analiza unor compuși organici

Analit Reacția ce produce acidul sau baza ce

urmează a fi titrat(ă)

Titrare

Acizi

organici

RCOOH + NaOH - RCOO Na + H2O directă

Baze

organice

RNH2 + HCl - RNH3

+] Cl- directă

Esteri

RCOOR` + NaOH - RCOO Na + R`OH

NaOH (exces)

cu un acid tare

Compuși

carbonilici

R2C=O + NH2OH - HCl -

- R2C=NOH + HCl + H2O

HCl cu o bază

tare

Alcooli ROH + (CH3CO)2O - CH3COOR +

CH3COOH

CH3COOH cu

o bază tare

Nitrili R-C≡N + NaOH + H2O - RCOONa + NH3 NH3 cu un

acid tare