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Titolazioni di precipitazione

Queste titolazioni si basano su reazioni di precipitazione cioè sulla formazione nell’ambiente di reazione, di composti separabili in fase solida. Il reagente titolante deve quindi reagire con l’analita dando luogo alla formazione di un composto poco solubile.

Caratteristiche delle reazioni di precipitazione

rilevante velocità e decorso stechiometrico noto e riproducibile (assenza di reazioni secondarie ed interferenti);
completezza o decorso quantitativo che dipende dal valore del prodotto di solubilità (in genere una titolazione precipitimetrica si considera completa se Kps < 10^-8);
possibilità di rilevare mediante un indicatore il punto di equivalenza o di fine titolazione che, per questo tipo di titolazioni è in corrispondenza con la completa precipitazione dell’analita da determinare.

Titolanti e titolati

Le applicazioni più comuni dei metodi precipitimetrici sono quelle degli alogenuri (Cl^-, Br^-, I^-) precipitabili come Sali di argento usando come reagente precipitante il nitrato di argento (AgNO₃). Si possono inoltre determinare gli ioni in figura:

I metodi di titolazione basati sul nitrato d’argento sono definiti metodi argentometrici.

Curve di titolazione

Le curve di titolazione per le reazioni di precipitazione sono derivate in modo completamente analogo ai metodi descritti per le titolazioni che coinvolgono acidi e basi forti. L’unica differenza è che il prodotto di solubilità del precipitato viene sostituito alla costante del prodotto ionico dell’acqua.

Curva di titolazione dello ione cloruro (Cl^-) con argento nitrato (AgNO₃). Fonte: LaCellula.net.

Prodotto di solubilità

Si definisce costante di solubilità analitica o prodotto di solubilità la costante di equilibrio che, a temperatura e pressione costante, indica l’equilibrio fra un sostanza solida poco solubile (che costituisce il corpo di fondo), che in soluzione acquosa ha dato luogo a cationi ed anioni (e pertanto è un elettrolita) in quantità sufficiente ad ottenere una soluzione satura, in equilibrio con gli ioni stessi. Dato un sale mono-mono valente estremamente poco solubile AB in acqua, si stabilisce un equilibrio tra lo stesso e i suoi ioni A+ e B-, come esprime la costante di equilibrio analitica:

AB ↔A⁺ + B^-

La costante di equilibrio, detta anche prodotto di solubilità, si può scrivere:

Kps = [A⁺] [B⁺]

Come per le titolazioni acido-base, anche per le titolazioni precipitimetriche, la variazione di colore dell’indicatore deve avvenire in un intervallo abbastanza limitato del p[M] in cui la curva di titolazione passa per il punto di flesso in modo da minimizzare l’errore di titolazione.

Indicatori delle titolazioni argentometriche

Potenziometro
Amperometro
Indicatore chimico

Indicatori chimici

Per individuare il punto di equivalenza nelle titolazioni di precipitazione, si possono usare:
Specie ioniche: precipitano reagendo con lo stesso reattivo precipitante usato per l’analita dando luogo però ad una netta variazione di colore. Naturalmente l’inizio della precipitazione dell’indicatore dovrà avvenire solo dopo che la precipitazione si è completata.

Indicatori di adsorbimento: sono sostanze organiche, in genere fluorescenti (fluorescina, eosina), che hanno la proprietà di subire modifiche strutturali con conseguente variazione di colore, quando vengono adsorbite sulle particelle di precipitato per assorbimento secondario.

La variazione di colore dovrebbe avvenire in un intervallo limitato della funzione p del reagente o dell’analita. Inoltre essa dovrebbe verificarsi entro la porzione ripida della curva di titolazione dell’analita.