Titolazioni conduttimetriche

L’impiego della conduttimetria per la determinazione del punto finale di una titolazione volumetrica è particolarmente diffuso nel caso di titolazioni acido-base in cui viene sfruttata la differenza dei valori di mobilità ionica di H+ e OH rispetto agli altri ioni. Si riportano i valori di conducibilità ionica equivalente  di alcuni ioni a 25°C in cm2Ω-1

Cationi Λ Anioni Λ
H3O+ 349.8 OH 198.5
K+ 73.5 Br 78.4
NH4+ 73.4 I 76.8
Ba2+ 63.6 Cl 76.3
Ag+ 61.9 NO3 71.4
Na+ 50.1 ClO4 67.3
Li+ 38.7 CH3COO 40.9

In tale tipo di titolazione si segue la variazione di conducibilità della soluzione con il procedere della titolazione stessa. Le reazioni di neutralizzazione consistono in un’associazione di ioni secondo l’equazione:

H3O+ + OH → 2 H2O

Prima del punto equivalente si ha una considerevole diminuzione della conduttanza dovuta alla scomparsa dalla soluzione della specie titolata (H3O+  oppure OH ) in base alla reazione di neutralizzazione. Dopo il punto equivalente la conduttanza aumenta notevolmente dal momento che gli ioni titolanti aggiunti (H3O+  oppure OH) rimangono liberi in soluzione. Al punto equivalente, pertanto, la conduttanza assumerà un valore minimo facilmente rilevabile.  La variazione della conduttanza con il procedere della titolazione dipende anche dalla forza degli elettroliti reagenti. Analizziamo pertanto due singoli casi che costituiscono un riferimento per altre titolazioni:

1)      Acido forte- base forte. Supponiamo di titolare una soluzione di HCl con NaOH. Inizialmente sono presenti in soluzione ioni H3O+  e Cl. L’elevata conduttanza iniziale della soluzione dipende dalla loro elevata mobilità. Con il procedere della titolazione, l’aggiunta di ioni Na+ e OH provoca una variazione nel contenuto ionico della soluzione.

titolazione HCl NaOH

Nel corso della titolazione  prima del punto equivalente si verifica:

ioni H3O+  : la loro concentrazione diminuisce progressivamente

ioni Cl : la loro concentrazione rimane costante

ioni Na+ : la loro concentrazione aumenta progressivamente

ioni OH: la loro concentrazione rimane trascurabile (< 10-7 )

In questa fase della titolazione si ha una graduale sostituzione di ioni H3O+   con ioni Na+. Essendo questi ultimi molto meno conduttori degli ioni H3O+  (vedi tabella) si prevede una diminuzione regolare della conduttanza per ogni incremento di titolante aggiunto. Dopo il punto equivalente si ha:

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Author: Chimicamo

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