Esercizi sulla titolazione

Esercizi sulla titolazione

Esercizi sulla titolazione

Versione italiana

Esercizi sulla titolazione

Titolazione

La titolazione è una tecnica analitica utilizzata per determinare la concentrazione di una soluzione (soluto) attraverso la reazione con una soluzione di concentrazione nota (titolante).

Concetti Chiave

• Titolante: La soluzione di concentrazione nota utilizzata nella titolazione.
• Soluzione da titolare: La soluzione di cui si vuole determinare la concentrazione.
• Punto di equivalenza: Il punto in cui la quantità di titolante aggiunta è chimicamente equivalente alla quantità di soluto presente nella soluzione da titolare.
• Indicatori: Sostanze utilizzate per segnalare il raggiungimento del punto di equivalenza, spesso cambiando colore.

Esercizi Esempio

Esercizio 1: Calcolo della concentrazione di una soluzione

Problema: Si titola 25 mL di una soluzione di acido cloridrico (HCl) con una soluzione di idrossido di sodio (NaOH) di concentrazione 0,1 M. Se sono necessari 30 mL di NaOH per raggiungere il punto di equivalenza, qual è la concentrazione della soluzione di HCl?

Soluzione:

1. Calcolare le moli di NaOH utilizzate:

   n_{NaOH} = C_{NaOH} \times V_{NaOH} = 0,1 \, M \times 0,030 \, L = 0,003 \, mol

   $$n_{NaOH} = C_{NaOH} \times V_{NaOH} = 0,1 \, M \times 0,030 \, L = 0,003 \, mol$$

2. Poiché la reazione tra HCl e NaOH è 1:1, le moli di HCl sono uguali a quelle di NaOH:

   n_{HCl} = n_{NaOH} = 0,003 \, mol

   $$n_{HCl} = n_{NaOH} = 0,003 \, mol$$

3. Calcolare la concentrazione di HCl:

   C_{HCl} = \frac{n_{HCl}}{V_{HCl}} = \frac{0,003 \, mol}{0,025 \, L} = 0,12 \, M

   $$C_{HCl} = \frac{n_{HCl}}{V_{HCl}} = \frac{0,003 \, mol}{0,025 \, L} = 0,12 \, M$$

Esercizio 2: Calcolo del volume necessario di titolante

Problema: Si desidera titolare 50 mL di una soluzione di acido solforico (H₂SO₄) con una soluzione di NaOH 0,2 M. Se la concentrazione di H₂SO₄ è 0,1 M, quanto NaOH è necessario per raggiungere il punto di equivalenza?

Soluzione:

1. Calcolare le moli di H₂SO₄:

   n_{H₂SO₄} = C_{H₂SO₄} \times V_{H₂SO₄} = 0,1 \, M \times 0,050 \, L = 0,005 \, mol

   $$n_{H₂SO₄} = C_{H₂SO₄} \times V_{H₂SO₄} = 0,1 \, M \times 0,050 \, L = 0,005 \, mol$$

2. La reazione tra H₂SO₄ e NaOH è 1:2, quindi le moli di NaOH necessarie sono:

   n_{NaOH} = 2 \times n_{H₂SO₄} = 2 \times 0,005 \, mol = 0,01 \, mol

   $$n_{NaOH} = 2 \times n_{H₂SO₄} = 2 \times 0,005 \, mol = 0,01 \, mol$$

3. Calcolare il volume di NaOH necessario:

   V_{NaOH} = \frac{n_{NaOH}}{C_{NaOH}} = \frac{0,01 \, mol}{0,2 \, M} = 0,05 \, L = 50 \, mL

   $$V_{NaOH} = \frac{n_{NaOH}}{C_{NaOH}} = \frac{0,01 \, mol}{0,2 \, M} = 0,05 \, L = 50 \, mL$$

Esercizio 3: Titolazione con un indicatore

Problema: Durante una titolazione, si utilizza la fenolftaleina come indicatore. Si titola una soluzione di acido acetico con NaOH. Qual è il cambiamento di colore che si osserva al punto di equivalenza?

Soluzione:
La fenolftaleina è incolore in soluzione acida e diventa rosa in soluzione basica. Al punto di equivalenza, quando l'acido acetico è completamente neutralizzato dal NaOH, si osserverà un cambiamento di colore da incolore a rosa, indicando che la soluzione è diventata basica.

English version

Titration Exercises

Titration

Titration is an analytical technique used to determine the concentration of a solution (solute) by reacting it with a solution of known concentration (titrant).

Key Concepts

• Titrant: The solution of known concentration used in the titration.
• Solution to titrate: The solution whose concentration is to be determined.
• Equivalence point: The point at which the amount of titrant added is chemically equivalent to the amount of solute in the solution to titrate.
• Indicators: Substances used to indicate that the equivalence point has been reached, often by changing color.

Example Exercises

Exercise 1: Calculating the concentration of a solution

Problem: 25 mL of a hydrochloric acid (HCl) solution is titrated with a sodium hydroxide (NaOH) solution of 0.1 M concentration. If 30 mL of NaOH are needed to reach the equivalence point, what is the concentration of the HCl solution?

Solution:

1. Calculate the moles of NaOH used:

n_{NaOH} = C_{NaOH} \times V_{NaOH} = 0.1 \, M \times 0.030 \, L = 0.003 \, mol

$$n_{NaOH} = C_{NaOH} \times V_{NaOH} = 0.1 \, M \times 0.030 \, L = 0.003 \, mol$$

2. Since the reaction between HCl and NaOH is 1:1, the moles of HCl are equal to those of NaOH:

n_{HCl} = n_{NaOH} = 0.003 \, mol

$$n_{HCl} = n_{NaOH} = 0.003 \, mol$$

3. Calculate the concentration of HCl:

C_{HCl} = \frac{n_{HCl}}{V_{HCl}} = \frac{0.003 \, mol}{0.025 \, L} = 0.12 \, M

$$C_{HCl} = \frac{n_{HCl}}{V_{HCl}} = \frac{0.003 \, mol}{0.025 \, L} = 0.12 \, M$$

Exercise 2: Calculate the required volume of titrant

Problem: You want to titrate 50 mL of a sulfuric acid (H₂SO₄) solution with a 0.2 M NaOH solution. If the concentration of H₂SO₄ is 0.1 M, how much NaOH is needed to reach the equivalence point?

Solution:

1. Calculate the moles of H₂SO₄:

n_{H₂SO₄} = C_{H₂SO₄} \times V_{H₂SO₄} = 0.1 \, M \times 0.050 \, L = 0.005 \, mol

$$n_{H₂SO₄} = C_{H₂SO₄} \times V_{H₂SO₄} = 0.1 \, M \times 0.050 \, L = 0.005 \, mol$$

2. The reaction between H₂SO₄ and NaOH is 1:2, so the moles of NaOH needed are:

n_{NaOH} = 2 \times n_{H₂SO₄} = 2 \times 0.005 \, mol = 0.01 \, mol

$$n_{NaOH} = 2 \times n_{H₂SO₄} = 2 \times 0.005 \, mol = 0.01 \, mol$$

3. Calculate the volume of NaOH needed:

V_{NaOH} = \frac{n_{NaOH}}{C_{NaOH}} = \frac{0.01 \, mol}{0.2 \, M} = 0.05 \, L = 50 \, mL

$$V_{NaOH} = \frac{n_{NaOH}}{C_{NaOH}} = \frac{0.01 \, mol}{0.2 \, M} = 0.05 \, L = 50 \, mL$$

Exercise 3: Titration with an Indicator

Problem: During a titration, phenolphthalein is used as an indicator. A solution of acetic acid is titrated with NaOH. What color change is observed at the equivalence point?

Solution:
Phenolphthalein is colorless in acidic solution and turns pink in basic solution. At the equivalence point, when the acetic acid is completely neutralized by NaOH, a color change from colorless to pink will be observed, indicating that the solution has become basic.