Esercizi svolti sulle titolazioni

1)       Calcolare la molarità di una soluzione di HNO3 se 35.72 mL della soluzione neutralizzano 0.4040 g di Na2CO3

Innanzi tutto si deve considerare la reazione al fine di conoscere i coefficienti stechiometrici:

2 HNO3 + Na2CO3 = 2 NaNO3 + CO2 + H2O

Da cui si evince che il rapporto stechiometrico tra l’acido nitrico e il carbonato di sodio è di 2 : 1. Inoltre i pesi molecolari dei composti vanno calcolati con tutte le cifre significative possibili in quanto i dati forniti ci impongono una risposta con quattro cifre significative.

Le moli di Na2CO3  sono pari a 0.4040 g/ 105.99 g/mol= 0.003812

Dai rapporti stechiometrici si ha che le moli di acido nitrico sono pari a 0.003812 x 2 =0.007624 e, poiché esse sono contenute in 35.72 mL la concentrazione molare dell’acido è pari a M = 0.007624 mol/ 0.03572 L= 0.2134

2)     Una soluzione di idrossido di sodio è standardizzata con idrogenoftalato di potassio. Dai seguenti dati calcolare la molarità della soluzione di NaOH.

Massa  di KHP usata: 0.4536 g

Lettura della buretta prima della titolazione: 0.23 mL

Lettura della buretta dopo la titolazione: 31.26 mL

 

L’idrogenoftalato di potassio, spesso indicato con KHP, è la sostanza madre con cui si determina il titolo di una base. Esso ha formula C8H5KO4 e quindi peso molecolare pari a 204.23 g/mol. Le moli di KHP sono quindi pari a 0.4536 g/ 204.23 g/mol = 0.002221.

Essendo il rapporto stechiometrico tra KHP e NaOH di 1:1 le moli di NaOH titolate saranno pari a 0.002221. Il volume di NaOH occorso è pari a 31.26 – 0.23 =31.03 mL

La concentrazione incognita di NaOH è pertanto: 0.002221 mol/ 0.03103 L= 0.07158 M

3)     Compresse di carbonato di calcio possono essere usate come antiacido e come fonte di calcio nella dieta. Una confezione di compresse antiacido generiche dichiara che ogni compressa contiene 600 mg di carbonato di calcio. Che volume di HNO3 0.6 M può essere neutralizzato dal carbonato di calcio contenuto in una compressa?

La reazione che avviene è la seguente:

2 HNO3 + CaCO3 =  Ca(NO3)2 + CO2 + H2O

e ci indica che il rapporto tra l’acido nitrico e il carbonato di calcio è di 2:1.

Le moli di carbonato di calcio sono pari a 0.600 g/100.086 g/mol= 0.00599

Le moli di acido nitrico che possono essere neutralizzate da 600 mg di carbonato di calcio sono pari a 0.00599 x 2 = 0.0120

Il volume di acido nitrico che può essere neutralizzato è pari a
V = moli/molarità = 0.0120 mol/ 0.6 M=0.0200 L => 20.0 mL

4)     Un campione impuro di (COOH)2 2 H2O di massa pari a 1.00 g viene disciolto in acqua e titolato con una soluzione standard di NaOH. La titolazione richiede 19.16 mL di NaOH 0.198 M. Calcolare la percentuale di (COOH)2 2 H2O nel campione assumendo che il campione non contenga impurezze di acidi.

Le moli di NaOH necessarie alla titolazione sono pari a 0.01916 L x 0.198 M= 0.00379

(COOH)2 2 H2O è l’acido ossalico biidrato ( acido etandioico biidrato) è un acido bicarbossilico e la reazione che avviene è:

(COOH)2 + 2 NaOH = (COONa)2 +2 H2O

Il rapporto tra (COOH)2 e NaOH è 1:2

Le moli di (COOH)2 sono pari a 0.00379 / 2 =0.00190

 

La massa di (COOH)2 2 H2O  titolato è pari a 0.00190 mol x 126.03 g/mol = 0.239 g

La percentuale di (COOH)2 2 H2O nel campione è pari a 0.239 x 100/ 1.00= 23.9 %

5)     Una compressa antiacido contenente carbonato di calcio come principio attivo richiede 22.3 mL di HCl 0.0932 M per la completa neutralizzazione. Calcolare la massa di carbonato di calcio contenuta nella compressa.

Le moli di HCl occorse per la neutralizzazione sono pari a 0.0223 L x 0.0932 M= 0.00208

La reazione bilanciata è la seguente:

CaCO3 + 2 HCl = CaCl2 + H2O + CO2

Il rapporto stechiometrico tra il carbonato di calcio e l’acido cloridrico è di 1:2 pertanto le moli di carbonato di calcio sono pari a 0.00208/2 = 0.00104

La massa di carbonato di calcio è pari a 0.00104 mol x 100.086 g/mol= 0.104 g

6)     L’idrossido di magnesio, Mg(OH)2 è comunemente usato come principio attivo in compresse antiacido. Uno studente analizza una compressa antiacido per conoscere la percentuale in massa di Mg(OH)2 sciogliendo una compressa del peso di 1.462 g in 25.00 mL di HCl 0.953 M e neutralizzando l’HCl che non ha reagito. Questa neutralizzazione richiede 12.29 mL di NaOH 0.0620 M. Calcolare la percentuale in massa di Mg(OH)2 in una compressa antiacido.

Tale tipo di problema è relativo a una retrotitolazione in quanto l’idrossido di magnesio viene messo in un eccesso di HCl per cui avviene la reazione:
2 HCl + Mg(OH)2 = MgCl2 + 2 H2O

L’acido cloridrico in eccesso ( ovvero quello che non ha reagito con Mg(OH)2) viene titolato con NaOH secondo la reazione:

HCl + NaOH = NaCl + H2O

Calcoliamo le moli di NaOH occorse per la titolazione:

moli di NaOH = 0.01229 L x 0.0620 M= 0.000800

le moli di HCl titolate da NaOH, essendo il rapporto di 1:1 sono pari anch’esse a 0.000800

le moli di HCl iniziali sono pari a 0.025000L x 0.953 M = 0.0238. Quindi le moli di HCl che hanno effettivamente reagito con l’idrossido di magnesio sono:

0.0238 – 0.000800=0.0230

Poiché il rapporto stechiometrico tra Mg(OH)2 e HCl è di 1:2 le moli di Mg(OH)2 sono pari a 0.0230/2 = 0.0115. La massa di Mg(OH)2 è pari a 0.0115 mol x 58.319 g/mol= 0.671 g

La percentuale di Mg(OH)2 nella compressa è pari a 0.671 x 100/ 1.462 = 45.9 %

7)      Calcolare il volume di HCl a STP sciolto in 1.00 L di acqua distillata, sapendo che 50.0 mL di tale soluzione vengono titolate con 40.5 mL di NaOH 0.102 M.

Le moli di NaOH sono pari a 0.0405 L x 0.102 M= 0.00413

Poiché nella reazione tra HCl e NaOH il rapporto stechiometrico è di 1:1 stante la reazione bilanciata HCl + NaOH = NaCl + H2O le moli di HCl contenute in 50.0 mL sono pari a 0.00413. le moli di HCl in 1.00 L ( = 1000 mL) sono pari a 0.00413 x 1000/ 50.0=0.0826. A STP una mole di qualsiasi gas occupa un volume di 22.4 L. Il volume occupato da 0.0826 moli sarà pari a 0.0826 mol x 22.4 L/mol= 1.85 L

8)     Una soluzione contenete 1.000 g di NaH2PO4 ( PM = 119.98 g/mol) e Na2HPO4 ( PM = 141.96 g/mol) viene titolata con 34.50 mL di NaOH 0.155 M. Calcolare la composizione della miscela.

Le moli di NaOH occorse sono pari a 0.03450 L x 0.155 M= 0.00535

Detto y = massa di NaH2PO4 e detto x = massa Na2HPO4 si ha:

x + y = 1.000

le reazioni che avvengono sono:

HPO42- + OH = PO43- +  H2O   e   H2PO4 + 2 OH = PO43- + 2 H2O

Da cui

x/ 2 x 119.98 + y / 141.96 = 0.00535 facendo sistema con la prima relazione si ha:

y = 1.00 – x

risolvendo la massa di NaH2PO4 è pari a 0.590 g e quella di Na2HPO4 è pari a 0.410 g

 

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Author: Chimicamo

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