Come si fa per conoscere la concentrazione dell’acido acetico in una soluzione? Che reazione chimica avviene?

Si possono utilizzare due
sistemi:

1)Titolazione
2)Misurazione del pH tramite un apposito strumento, o con
cartine tornasole.

Premetto che tutti e due i sistemi utilizzano come
fondamento la misurazione degli ioni H+ il cui
(-LOGX) da il pH.

L’ acido acetico è un acido debole per cui non è
completamente dissociato in acqua, come ad esempio HCL.

La reazione è la seguente:

CH3COOH + H2O <=> CH3COO-
+ H3O+
                                            
(H+)

Per effettuare la titolazione basta utilizzare una base
come può essere NaOH a concentrazione nota e tramite
l’aggiunta di un apposito indicatore determinare il punto
equivalente, nel quale la concentrazione di H+
è completamente neutralizzata.

Considerando che è un acido debole la formula per il
calcolo della Concentrazione Molare è la seguente:

CM= (H+)2/Ka  ove Ka = 5,6*10-10

Consiglio però di misurare il pH della soluzione tramite
apposito strumento, l’inverso del pH da la concentrazione
di ioni H+ ed applicando la formula di cui
sopra si arriva al risultato.

La tecnica di analisi tramite titolazione è piuttosto
complessa.

Bisogna innanzitutto
sciegliere uno standard primario, cioè che risponda a
certe caratteristiche di purezza e di stabilità, in
questo caso possiamo
utilizzare il Carbonato di Sodio (Na2CO3), se ne pesano
circa 1,4gr e si
secca in stufa per almeno 1 ora a 130°, successivamente
si raffredda in
essiccatore per 30′. Si pesa il Carbonato con una
bilancia analitica e si
traserisce in un matraccio tarato da 250cc. per
differenza con la tara si
ottiene il peso del carbonato pesato e la sua
concentrazione molare:

moli = massa/106,0  =>   M= Moli/0,250

A questo punto si prepara una soluzione circa 0,1M di
HCl, si prelevano 3cc
di
HCl conc e si aggiungono a circa 500cc di H2O.

Si titola l’HCL con il carbonato (Che è una base) usando
il metilarancio
come indicatore. SI consiglia di effettuare almeno 3
prove, lo scarto fra un
prova e l’altra non deve mai superare il 1%. Si prelevano
circa 20 cc di
carbonato e si mettono in beuta, si titola quindi con
l’HCl

Ricordo che per calcolare la CM di una soluzione titolata
si applica la
seguente relazione

Ca*Va=Cb*Vb

ove Ca = Concentrazione acido
       Va= Volume acido
utilizzato
       Cb= Concentrazione
Base (nel nostro caso il carbonato)
       Vb = Volume base
utilizzata (Nel nostro caso 20cc)

Si prepara ora una soluzione di NaOH, si pesano circa 2
gr di Soda e si
aggiungono a 500 cm di H2O e si ottiene una soluzione
circa 0,1M che si
titola con l’HCl a concentrazione ormai nota usando
sempre metilarancio come
indicatore ed applicando successivamente la relazione
dianzi espeosta.

Con l’NaOH titolata si può procedere alla titolazione
dell’acido acetico in
maniera rigorosa. usando come indicatore la Fenolftaleina
sempre con la
medesima procedura.