Come eseguire correttamente una titolazione conduttimetrica

Da: Cozzi-Protti-Ruaro: Analisi chimica - Moderni metodi strumentali

OPERAZIONI PRELIMINARI

  1. Scelta del quantitativo di soluzione da titolare.
  2. Calcolo del valore approssimato del volume equivalente, Ve.
  3. Scelta del numero e delle entità delle aggiunte di titolante.
  4. Scelta della buretta e controllo del suo perfetto funzionamento.
  5. Preparazione della soluzione da titolare.

ASSEMBLAGGIO (DEL POSTO DI TITOLAZIONE)

  1. Collegamenti fra i diversi dispositivi.

CONTROLLO posto di titolazione

  1. Corretta immersione della cella nella soluzione
  2. Corretta regolazione dell’agitazione

CONDUTTIMETRO

  1. Verifica dell’accensione e del perfetto collegamento della cella.

ESECUZIONE DELLA TITOLAZIONE

  1. Misura della temperatura.
  2. Aggiunta del titolante.

ELABORAZIONE DEI RISULTATI

  1. Elaborazione dei dati ottenuti
  2. Disegno della curva di titolazione
  3. Determinazione del volume equivalente Ve
  4. Stesura della relazione e calcoli.

I singoli passaggi:

  1. Il criterio generale da tener presente nel condurre una titolazione conduttimetrica è che il titolante deve essere da 20 a 100 volte più concentrato della soluzione da titolare.

Quando si conosce l’ordine di grandezza della concentrazione della soluzione da titolare è possibile fare una previsione sulla quantità del prelievo da effettuare in funzione della concentrazione della soluzione titolante.

In ogni caso, vi sono alcune cose da non dimenticare:

  • E’ possibile diluire la soluzione da titolare quando si voglia ottenere un rapporto di concentrazione ottimale fra titolante e titolando.
  • Un prelievo di soluzione da titolare troppo esiguo è fonte di errore, dovuto all’imprecisione del mezzo con cui si effettua il prelievo stesso (buretta o pipetta)
  • Un titolante troppo concentrato, d’altra parte, accentua l’errore dipendente dalla precisione della buretta.
  1. Indicando con Ns e Vs titolo e volume della soluzione da analizzare e con Nt il titolo della soluzione titolante, il volume equivalente (Ve), vale a dire il volume di titolante corrispondente al punto di equivalenza, viene determinato in base al principio dell’uguaglianza degli equivalenti, per cui:

 

Nt * Ve = Ns * Vs

dalla quale otteniamo:

                                                                                 Ns * Vs
                                                                       Ve = -----------
                                                                                     Nt

               Se la concentrazione del campione è del tutto sconosciuta, è meglio procedere ad una titolazione
             orientativa.

  1. In linea di massima si opera in modo da ottenere da 5 a 7 punti prima del Ve ed altrettanti dopo.
    Naturalmente, un numero maggiore di punti aumenta la precisione, ma allunga i tempi di esecuzione.
  1. La precisione della buretta deve essere tanto maggiore quanto più piccole risulteranno le aggiunte di titolante da effettuare.
    La capacità complessiva della buretta deve essere almeno pari al doppio del volume equivalente, in modo da evitare di doverla riempire una seconda volta.
    Va verificata inoltre la perfetta lubrificazione e la tenuta del rubinetto della buretta.
  1. Una volta deciso il volume di soluzione da titolare (Vs), lo si preleva e vi si aggiunge acqua distillata in quantità tale da raggiungere la concentrazione ottimale.
    Bisogna inoltre assicurarsi che la cella peschi agevolmente, che l’agitazione non risulti difficoltosa e che il volume iniziale sia abbastanza grande rispetto al Ve: in tal modo viene minimizzato l’effetto della diluizione.
    Quando per forza di cose Ve è > 1/20 Vs, bisognerà tenerne conto in sede di calcolo.
  2. L’assemblaggio è illustrato in figura.

 

  1. Conduttimetro

  2. Cella

  3. Sonda termometrica 

  4. Buretta

  5. Ancoretta magnetica

  6. Agitatore magnetico

Postazione di lavoro Cella conduttimetrica (a destra) e sonda per la temperatura (a sinistra)

Corretta immersione della cella nella soluzione Aggiunta del titolante
  1. Verificare che i due elettrodi della cella si trovino bene immersi nella soluzione e che non vi siano bolle d’aria depositate sulle loro superfici  o comunque intrappolate nella cella.

  2. L’agitazione deve consentire un rapido mescolamento del titolante senza provocare turbolenze eccessive, con formazione di bolle d’aria.

  3. Impiegare un normale termometro da laboratorio o l’apposita sonda

  4. Registrare il dato quando il display digitale si è stabilizzato:

  5. La misura della conducibilità elettrica specifica g varia con la diluizione. Quando le aggiunte di titolante sono tali da essere trascurabili rispetto al volume totale della soluzione da titolare, non occorre portare alcuna correzione alle g  lette.
    Viceversa quando le aggiunte di titolante aumentano in modo sensibile il volume totale della soluzione, è necessario moltiplicare il valore sperimentale di g per un determinato fattore, perché altrimenti g sarebbe sottovalutata.
    Il fattore moltiplicativo è:

             V + v
    f = -----------
                V


    dove V= volume iniziale e v= volume totale di reagente aggiunto.

  6. Nel riportare i dati su carta millimetrata, bisogna usare delle scale che consentano di riprodurre il più fedelmente possibile le caratteristiche di precisione degli strumenti usati.
    Ad esempio, per una buretta con divisioni 1/20 di millilitro, bisognerà far corrispondere a 1 ml di titolante 2 cm al massimo (una scala più espansa, ad es. 1ml  º 4 cm, sottintenderebbe infatti la possibilità di valutare, con la buretta, 1/40 di ml).

  7. Il Ve viene estrapolato dal grafico. Quando la curva è ben definita e l’angolo fra i due tratti rettilinei è sufficientemente acuto, non vi sono problemi in quanto basta prolungare i due rami della curva e riportare il punto di intersezione sull’asse delle ascisse.




Se invece l’angolo è molto ottuso, si consiglia di seguire il procedimento illustrato nella figura successiva.



  • Si tracciano le tangenti a e b ai due rami della curva di titolazione.
  • Si fissano due punti sulla tangente a, chiamandoli A e B.
  • Si tracciano per essi due parallele che intersechino la tangente b nei punti A1e B1.
  • Si fissano altri due punti, denominati C e D, ma sulla tangente b.
  • Si tracciano due nuove parallele,che intersechino la tangente a nei punti C1 e D1.
  • Si determina il punto di mezzo dei segmenti AA1, BB1, CC1 e DD1.
  • Si traccia la retta passante per i punti medi A2 e B2 rispettivamente di AA1 e di BB1.
  • Analogamente, si traccia la retta che passa per i punti medi di CC1 (C2) e DD1 (D2).

             L’intersezione fra queste due rette (A2B2 e C2D2) fornisce il Ve in modo più preciso. 

  1. Una volta determinato il Ve, si eseguono i calcoli necessari per ottenere il dato desiderato.

  2. La relazione riguardante una titolazione deve descrivere ogni operazione effettuata, in modo da rendere riproducibile l’esperienza stessa.
    Particolari molto importanti sono la costante di celle, la temperatura, il tipo di buretta utilizzata.