Titolazioni acido/base: esercizio svolto

Calcolare il titolo di una soluzione di idrossido di sodio, dal volume di 16 L, avendo a disposizione acido solforico 8 M, e sapendo che siamo in grado di osservare il viraggio dell’indicatore utilizzato dopo aver aggiunto 2 L del suddetto acido.

La reazione fra un acido e una base, deboli o forti che siano, è chiamata neutralizzazione, in quanto gli ioni H⁺ che si liberano dall’acido sono in grado di neutralizzare gli ioni OH^- provenienti dalla base, formando acqua.

Nel caso in cui la reazione venga allestita per scoprire il titolo, cioè la concentrazione di uno dei due, il processo viene chiamato titolazione acido-base.

Quando l’indicatore vira il proprio colore, capiamo che ci troviamo al punto equivalente, ovvero il momento in cui la quantità di titolante aggiunto (ovvero l’acido solforico) è esattamente quella richiesta per la reazione con l’analita (ovvero l’idrossido di sodio), per ottenere il pH di viraggio, che in questo caso sarà intorno al 7 (pH neutro). Ovvero le moli di H⁺ e di OH^- dovranno essere le stesse, per neutralizzarsi.

Come prima cosa bisogna capire quante moli di H⁺ vengano liberate dall’acido solforico aggiunto e per fare questo calcolo è necessario sapere in che modo esso si dissocia e avere a disposizione il volume aggiunto per raggiungere la neutralizzazione e la sua concentrazione.

H₂SO₄ → 2H⁺ + SO4₂^-

Ogni mole di acido solforico libera quindi due di H⁺. Le moli di H⁺ liberate da un certo volume di acido solforico sono date dal prodotto fra la concentrazione dell’acido e il suo volume (ovvero il numero di moli effettive dell’acido), moltiplicato per due.

n molH⁺ = nH⁺ x M_acido x V_acido= 2 x 8 M x 2 L = 32 mol

Il numero di moli di OH- nella soluzione di idrossido di sodio è quindi uguale a questo valore, e sapendone il volume è facile calcolarne la concentrazione. Bisogna anche tener presente le moli di ioni idrossido liberate per mole di base, nel caso dell’idrossido di sodio 1 sola

NaOH → OH^- + Na⁺

M base = n mol OH^-  / n OH^- x  V_base = 32 mol/ 1 x 16 L = 2 M.

Il titolo della base che ci mancava è quindi 2 M.