Gli effetti dell'anidride carbonica su titolanti alcalini

Perché si osservano due punti di flesso adiacenti tra loro durante la titolazione acido/base?

Possibili cause:

Il titolante caustico (alcalino) è contaminato da carbonato a causa dell’assorbimento di anidride carbonica dall’atmosfera. Il titolante perciò contiene sia ioni di carbonato, sia di idrossido, ad es. due diverse sostanze alcaline che reagiscono con la soluzione campione acida. Se tali titolanti contaminati vengono utilizzati per titolare acidi forti si realizzerà la tipica “curva di titolazione del carbonato” la quale mostra due punti di flesso adiacenti.
Un'altra possibile ragione è riconducibile a condizioni non ottimali del sensore. In questo caso è necessario eseguire un intervento di manutenzione.

Raccomandazioni:

L'anidride carbonica ha gravi effetti sulla titolazione con titolanti alcalini

La CO₂ reagisce con basi forti quali NaOH, KOH, TBAH, NH₄OH attivando la produzione di carbonati secondo le seguenti equazioni:

H₂O + CO₂ -> H₂CO₃

H₂CO₃ + 2MOH -> 2Na₂CO₃ + 2H₂O. (M = Na⁺, K⁺, NH₄⁺,TBA⁺)

Il titolante perciò contiene sia ioni di carbonato, sia di idrossido. Se questo viene utilizzato per titolare acidi forti, allora si realizza la tipica “curva di titolazione del carbonato" la quale presenta due punti adiacenti [Figura 1].

L’identificazione dei due salti non è semplice, in quanto il titolante in eccesso e il rapporto tra le specie in gioco al punto di equilibrio cambiano durante la titolazione. Il primo salto potrebbe corrispondere sia all’acido forte che alla transizione da acido carbonico a carbonato di idrogeno. Il secondo salto potrebbe corrispondere alla transizione da carbonato di idrogeno a carbonato. Se vengono titolati solamente acidi deboli si osserva un solo salto. Ciò significa che tutte le reazioni concorrenti si verificano simultaneamente e non è possibile alcuna distinzione tra i punti di flesso. Dato che basi forti sono solitamente titolate con acidi deboli (potassio idrogeno ftalato, acido benzoico), la concentrazione del titolante utilizzato per l’analisi di acidi forti non è corretta e produrrà falsi risultati. Pertanto, i titolanti alcalini devono essere preparati e protetti al fine di ridurre al minimo gli effetti della CO₂.

1. Preparazione di soluzioni titolanti alcaline prive di CO₂
   La maniera migliore per ottenere soluzioni titolanti prive di CO₂ consiste nell’acquistare il rispettivo titolante nella concentrazione necessaria in contenitori sigillati. Se la soluzione titolante deve essere preparata, si raccomanda di utilizzare titolanti concentrati disponibili in fiale. I concentrati devono essere diluiti con un volume specifico di acqua deionizzata priva di CO₂, di solito 1 litro. Il degasaggio dell’acqua deionizzata tramite flusso di azoto insieme all’utilizzo di un bagno a ultrasuoni rappresenta un metodo efficace per l’eliminazione della CO₂.
   
2. Conservazione del titolante caustico
   Una misura efficace per evitare l’assorbimento di CO₂ da parte dei titolanti caustici consiste nell’utilizzare agenti solidi in grado di assorbire CO2 inseriti all’interno di cartucce montate nella parte superiore della bottiglia del titolante. Un agente assorbente consigliato è l’Ascarite^®. L’Ascarite^® contiene NaOH in grado di agire da assorbente della CO₂ oltre che da agente essiccante, impedendo all’idrossido di sodio di assorbire acqua e quindi di far penetrare soluzioni caustiche concentrate nel titolante. L’Ascarite^® può essere comunque sostituito con pellet di idrossido di sodio protetti dall’acqua grazie a uno strato di lana di vetro sopra e sotto, inseriti all'interno di una cartuccia contenente un agente essiccante, ad esempio un setaccio molecolare o gel di silice, posizionato sui due lati per impedire l’assorbimento di quantità d’acqua eccessive. Qualsiasi soluzione si scelga è necessario sostituire frequentemente il materiale per evitare la saturazione e la contaminazione del titolante.

Informazioni legali

Ascarite è un marchio registrato di Arthur H. Thomas Co.