Farmacia analizza acidi e basi con un metodo noto come titolazione, in cui essi reagiscono un acido o una base di concentrazione nota con una base o un acido, rispettivamente, di concentrazione sconosciuta. In un tipico esperimento, il chimico avrebbe posto una base, ad esempio una soluzione diluita di idrossido di sodio, di concentrazione nota in un buret - un pezzo altamente accurato di articoli in vetro per misurare il volume della soluzione aggiunto a un'altra soluzione. Avrebbe quindi porre una quantità nota di soluzione acida di concentrazione sconosciuta in un pallone da sotto la buretta e aggiungere gocce di idrossido di sodio, fino a quando non ha raggiunto il punto di equivalenza. Il punto di equivalenza segna il punto in cui l'acido e la base sono presenti in quantità uguali. Il volume della base aggiunto per raggiungere questo punto permette il chimico determinare la concentrazione della soluzione sconosciuta. Il chimico può determinare il punto di equivalenza uno dei due modi: utilizzando un indicatore, ad esempio fenolftaleina, che cambia colore in corrispondenza del punto di equivalenza, o monitorando il pH durante la titolazione e tramando il volume della base aggiunto sull'asse x di un grafico con il pH misurato sull'asse y.
Istruzioni
• Scrivere un'equazione chimica bilanciata per la reazione di titolazione. In generale, un acido e una base reagiscono per dare un sale e acqua. La reazione tra HCl, acido cloridrico e idrossido di sodio, NaOH, ad esempio, è HCl + NaOH ' NaCl + H2O.
• Determinare il punto di equivalenza della titolazione. Se è stata utilizzata una soluzione di indicatore, come fenolftaleina, questo rappresenterà il volume lettura da buret al punto dove la soluzione analizzata ha cambiato colore. Se il pH è stato usato, quindi costruire un grafico del volume della base aggiunto vs pH della soluzione. I dati dovrebbero formare una forma a "S". Il punto a metà strada tra l'altopiano superiore e l'inferiore altopiano segna il punto di equivalenza. A questo punto, leggere il volume dall'asse x del grafico.
• Calcolare le moli di base aggiunto alla soluzione analizzata moltiplicando il volume di base aggiunte, in litri, per molarità della base, M, noto anche come concentrazione in unità di moli per litro. Ad esempio, si consideri un campione da 10,0 millilitri di acido cloridrico che richiedevano 25,5 millilitri di un 0,1011 M di idrossido di sodio o NaOH, per raggiungere il punto di equivalenza. In primo luogo, 25,5 millilitri è 0,0255 litri perché un litro rappresenta 1000 millilitri. Questo significa che 0.002578 x 0,1011 = 0.0255 moli di idrossido di sodio è stato richiesto per raggiungere il punto di equivalenza.
• Determinare le talpe di acido nell'esempio moltiplicando le talpe di base necessaria per raggiungere il punto di equivalenza dal rapporto tra il coefficiente dell'acido a quella della base, come determinato dalla reazione bilanciata. Nel caso di HCl + NaOH ' NaCl + H2O, i coefficienti dell'acido e di base sono entrambi 1, così l'acido e la base reagisce con un rapporto 1-1. Questo non sarà sempre il caso tuttavia, ed è per questo un'equazione chimica bilanciata è necessario determinare le talpe di acido nel punto di equivalenza. Continuando l'esempio precedente, (0,002578 moli di NaOH) x (1 mole di HCl / 1 mole di NaOH) = 0,002578 moli di HCl.