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Acidi poliprotici

Acidi poliprotici. Acidi e Basi polifunzionali presentano equilibri simultanei. H 2 SO 4 HSO - + H + K a1 >>1 HSO 4 - SO 4 2- + H + K a2 = 2.1·10 -2 H 3 PO 4 H 2 PO 4 - + H + K a1 = 7.5·10 -3 H 2 PO 4 - HPO 4 2- + H + K a2 = 6.0·10 -8

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Acidi poliprotici

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Presentation Transcript

  1. Acidi poliprotici Acidi e Basi polifunzionali presentano equilibri simultanei H2SO4 HSO- + H+ Ka1>>1 HSO4- SO42- + H+ Ka2 = 2.1·10-2 H3PO4 H2PO4- + H+ Ka1 = 7.5·10-3 H2PO4- HPO42- + H+ Ka2 = 6.0·10-8 HPO42- PO43- + H+ Ka3 = 4.4·10-13 H2S HS- + H+ Ka1 = 1.0·10-7 HS- S2- + H+ Ka2 = 1.1·10-13

  2. Acidi poliprotici HS-(aq)+ H2O ⇄H2S(aq) + OH-(aq) H2S + H2O⇄HS-(aq) + H3O+(aq) [HS-][H3O+] Ka1 = ──────── = 1.0·10-7 [H2S] S2-(aq)+ H2O ⇄HS-(aq) + OH-(aq) HS- + H2O⇄S2-(aq) + H3O+(aq) [S2-][H3O+] Ka2 = ──────── = 1.1·10-13 [HS-]

  3. H2S HS- + H+ Ka1= 1.0·10-7 HS- S2- + H+ Ka2 = 1.1·10-13 Titolazioni di acidi poliprotici Controllo titolabilità: Ka1 · Ca1 ≥ 10-8; Ka2 · Ca2 ≥ 10-8 Flessi distinti: rapporto fra costanti >104 Calcolo del pH per un acido poliprotico debole 1. [H+] si calcola dalla prima dissociazione 2. Si tiene conto nella seconda dissociazione di H+ derivanti dalla prima per calcolare le concentrazioni delle altre specie. Esempio: C0 = 0.1M [H+] = 1·10-4M pH=4 [HS-] = 1·10-4M [S2-] =1.1·10-13M

  4. H2A HA- + H+ Ka1 HA- A2- + H+ Ka2 Titolazioni di acidi poliprotici • VNaOH = 0 • VNaOH = ½ Ve • VNaOH = Ve • VNaOH = Ve + ½ Ve • VNaOH = 2Ve Calcolare Ve pH dell’acido poliprotico [H2A] = [HA-] [H+] = Ka1 pH = pKa1 pH  ½ (pKa1 + pKa2) [HA-] = [A2-] [H+] = Ka2 pH = pKa2

  5. Titolazione acido fosforico H3PO4 H2PO4- + H+ Ka1= 7.5·10-3 H2PO4- HPO42- + H+ Ka2 = 6.0·10-8 HPO42- PO43- + H+ Ka3 = 4.4·10-13 50 mL H3PO4 0.1 M con NaOH 0.1 M Veq = 50 mL VNaOH = 2Ve VNaOH =Ve + ½ Ve VNaOH = Ve VNaOH = ½ Ve VNaOH = 0

  6. Le titolazioni complessometriche Agenti complessanti Composti organici o inorganici che possiedono doppietti elettronici non condivisi e/o cariche negative capaci di legarsi ad uno ione metallico nella formazione di complessi 2+ Chelante Possiede due o più siti capaci di coordinarsi allo stesso metallo

  7. Mn+ + Y4- MYn-4 [MYn-4] Kf = [Mn+] [Y4-] Le titolazioni complessometriche EDTA • Reagire completamente • Reagire velocemente • Stabile H4Y Ka1 = 1.02·10-2 Ka2 = 2.14·10-3 Ka3 = 6.92·10-7 Ka4 = 5.50·10-11 log Kf Al(III) Ba Ca Co(II) Cu Fe(II) 16.13 7.78 10.70 16.21 18.8 14.3 Mg Mn Ni Sr Zn Fe(III) 8.69 13.56 18.56 8.63 16.5 25.7

  8. Mn+ Indicatori Metallocromici Mn+ + Indm-MIndn-m Mn+ EDTA [M·EDTA] NET Cu2+, Ni2+, Co2+, Cr3+, Fe3+, Al3+, Calcon

  9. Tecniche di Titolazione • Titolazione diretta • Mn+-EDTA stabile • rapida-completa • Vf ⇨ indicatore • Retrotitolazione • M1n+-EDTA troppo stabile • eccesso noto di EDTA • titolazione eccesso EDTA con M2n+ Kf2<Kf1 • Vf ⇨ indicatore M2n+ • [M1n+] per differenza • Titolazione per spostamento • eccesso di Mg2+-EDTA • MgY2- + Mn+⇄ MYn-4 + Mg2+ KfM>KfMg • Titolazione eccesso di Mg2+ • Vf ⇨ indicatore Mg2+ • [M1n+] per differenza

  10. Titolazioni Complessometriche Determinazione della Durezza di un Acqua Minerale Classificazione °F molto dolce 0-4 dolce 4-8 durezza media 8-12 durezza discreta 12-18 dura 18-30 molto dura >30 HCO3-/CO32- Durezza di un’acqua [Mn+]tot ≅ [Ca2+] + [Mg2+] SO42-/Cl- - 1 grado francese = 10 mg/L di CaCO3 - 1 grado tedesco = 10 mg/L di CaO

  11. Titolazioni Complessometriche Determinazione Ca2+ e Mg2+in un Acqua Minerale Durezza totale = Ca2+ + Mg2+ Ca2+ + EDTA ⇄ CaEDTA log Kf = 10.69 Mg2+ + EDTA ⇄ MgEDTA log Kf = 8.79 MgNET + EDTA ⇄ MgEDTA + NET °F moli CaCO3 pH = 10 Moli EDTA = moli Ca2+ + moli Mg2+ °T moli CaO

  12. Titolazioni Complessometriche Determinazione Ca2+ e Mg2+in un Acqua Minerale Durezza calcica = Ca2+ Mg2+ + 2OH-⇄ Mg(OH)2↓ log Kps = -11.15 Ca2+ + EDTA ⇄ CaEDTA log Kf = 10.69 CaCalcon + EDTA ⇄ CaEDTA + Calcon pH = 12-13 Moli EDTA = moli Ca2+ Durezza magnesiaca = Mg2+ Moli Mg2+ = (moli Ca2+ + moli Mg2+) - moli Ca2+

  13. Titolazioni Complessometriche Determinazione Ca2+ e Mg2+in un Acqua Minerale Calcoli durezza °F Concentrazione EDTA __________ ± ________ M Volume di acqua minerale prelevata (VH2O) __________ ± ________ mL Volume di EDTA impiegato (media di tre titolazioni) __________ ± ________ mL Millimoli di EDTA utilizzate (MEDTA·mLEDTA) __________ ± ________ mmol Massa di CaCO3 corrispondente alle millimoli totali __________ ± ________ mg (mmolEDTA·100 g·mol-1) Concentrazione CaCO3 (mgCaCO3/ VH2O mL) __________ ± ________ mg/L Durezza dell’acqua (mg/LCaCO3)/10 __________ ± ________ °F

  14. Titolazioni Complessometriche Determinazione Ca2+ e Mg2+in un Acqua Minerale Calcoli determinazione Ca2+ e Mg2+ Concentrazione EDTA __________ ± ________ M Volume di acqua minerale prelevata (VH2O) __________ ± ________ mL Volume di EDTA impiegato (media di due titolazioni): __________ ± ________ mL Moli di EDTA utilizzate (MEDTA·mLEDTA) __________ ± ________ mmol Milligrammi di calcio (mmolEDTA·PACa) __________ ± ________ mg Concentrazione Ca2+ (mgCa/ VH2O mL) __________ ± ________ mg/L Concentrazione Mg2+ (mgMg2+/ VH2O mL) __________ ± ________ mg/L mmolMg2+ = mmolEDTA(1a) – mmolEDTA(2a) mgMg2+ = mmolMg2+·PAMg

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