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Il pH di alcune classi di composti
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Un indicatore è un acido debole o una base debole la cui forma protonata ha un colore diverso dalla forma ionizzata.
Esso viene aggiunto in piccole quantità ad una soluzione e può assumere colori diversi a seconda del pH della soluzione.
HIn + H2O H3O+ + In–
rosso giallo
[HIn]
]][InO[HK 3
In
Poiché l’indicatore è aggiunto in piccolissima quantità, [H3O+] ha un valore costante uguale a quello della soluzione alla quale si aggiunge l’indicatore e si ha
In
3
K
]O[H
][In
[HIn]
Come acido debole l’indicatore HIn presenta l’equilibrio
metilarancio
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Il rapporto [HIn]/[In-] determina il colore della soluzione
1][In
[HIn]
1][In
[HIn]
1][In
[HIn]
Soluzione rossa
Soluzione gialla
Soluzione arancio (viraggio)
si possono avere tre casi limite
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5
Principali indicatori acido-base
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Metilarancio
Blu di bromotimolo
Fenolftaleina
Variazioni di colore per alcuni indicatori
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NaOH o HCl
acidi o basi
Aggiunta di un determinato volume di uno standard a concentrazione nota (titolante) ad un
determinato volume di una soluzione a concentrazione sconosciuta, da titolare
Titolazione acido-base
Il titolante è aggiunto finché si ha una variazione di colore apprezzabile: il
titolante e la sostanza da titolare hanno reagito in maniera completa.
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Le curve di titolazione acido-base sono dei grafici in cui viene riportato il pH in funzione del volume aggiunto di titolante; dalla particolare forma della curva si può ricavare il volume equivalente
punto di equivalenzala titolazione si conclude; il numero di equivalenti del titolante è uguale al numero di equivalenti della sostanza da titolare
punto finalel’indicatore cambia colore; indica il numero di equivalenti di titolante aggiunti fino al momento in cui si ritiene di aver raggiunto il punto di equivalenza
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Punto equivalente: uso di indicatori
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Materiali
Becher, blu di bromotimolo, una
cannuccia, pipette, buretta, soluzione di
NaOH, soluzione di HCl , acqua
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Prima parte
Riempire un becher con circa 50 ml di acqua; aggiungere qualche goccia di blu di bromotimolo; mescolare
Nell’acqua, che è neutra, il blu di
bromotimolo non cambia colore
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Seconda parte
Soffiando forte e ripetutamente attraverso la cannuccia nel becher si osserva che il colore vira al verde
L’aria che espiriamo contiene CO2, che rende un poco acida
l’acqua, con conseguente cambiamento di colore
dell’indicatore
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Terza parte
L’aggiunta di un acido (HCl) provoca un cambiamento del colore, che diventa giallo
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Il blu di bromotimolo può passare da un colore all’altro aggiungendo sostanze basiche (come NaOH, che è una base forte) oppure acide (HCl)
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Quarta parte: titolazione acido-base
Aggiungiamo alcune gocce di indicatore a 50 mL di una soluzione di HCl 0,1 M; la
soluzione è gialla
1
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Quarta parte: titolazione acido-base
Calcoliamo la quantità di NaOH circa 0,1 M da utilizzare per ottenere
il viraggio dell’indicatore
2
Carichiamo la buretta con la soluzione di NaOH
3
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Aggiungiamo NaOH goccia a goccia fino ad osservare il
viraggio al blu
4
Calcoliamo la concentrazione della soluzione di NaOH
utilizzata
5