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Simulatore di curve di titolazione
In breve: questo simulatore di curve di titolazione traccia il pH in funzione del volume di titolante per acidi forti, acidi deboli, basi deboli e acidi poliprotici come H₃PO₄. Segna il pH iniziale, ogni punto di equivalenza, i punti di semiequivalenza in cui pH = pKa e le zone tampone, poi suggerisce un indicatore. È gratuito e funziona nel browser web.
Scegli l'analita nella beuta, inserisci la sua concentrazione e il volume e la concentrazione del titolante. La curva si aggiorna mentre scrivi. Il pannello dei risultati elenca i punti di equivalenza e di semiequivalenza, e la tabella degli indicatori valuta ogni indicatore comune in base all'errore del punto finale. Salva il grafico con Esporta PNG o i dati con Esporta CSV.
pH a volumi scelti
Come si calcola la curva di titolazione
Il simulatore non passa da una formula all'altra per ogni zona. Risolve un unico bilancio di carica a ogni volume, quindi la curva è corretta all'inizio, nella zona tampone, a ogni punto di equivalenza e oltre:
[H⁺] + [Na⁺] = [OH⁻] + [A⁻] + 2[A²⁻] + 3[A³⁻] + [Cl⁻] Kw = [H⁺][OH⁻] = 1.0 × 10⁻¹⁴
Le scorciatoie da libro di testo qui sotto danno quasi gli stessi numeri e sono quelle da usare in un esame.
| Zona | Acido debole HA + NaOH | Esempio: 25,00 mL di CH₃COOH 0,100 M |
|---|---|---|
| Inizio (0 mL) | [H⁺] = √(Ka × C) | pH 2.88 |
| Zona tampone | pH = pKa + log(n A⁻ / n HA) | 20,00 mL: pH 5,36 |
| Semiequivalenza | pH = pKa | 12,50 mL: pH 4,76 |
| Equivalenza | [OH⁻] = √(Kb × C salt), Kb = Kw / Ka | 25,00 mL: pH 8,73 |
| Dopo l'equivalenza | [OH⁻] = NaOH in eccesso ÷ volume totale | 30,00 mL: pH 11,96 |
pH al punto di equivalenza per tipo di titolazione
| Titolazione | pH all'equivalenza | Indicatore adatto |
|---|---|---|
| Acido forte + base forte | 7.00 | Fenolftaleina, rosso metile, blu di bromotimolo, metilarancio |
| Acido debole + base forte | Sopra 7 (8,73 per acido acetico 0,1 M) | Fenolftaleina |
| Base debole + acido forte | Sotto 7 (5,28 per ammoniaca 0,1 M) | Rosso metile, metilarancio |
| Acido debole + base debole | Vicino a 7, nessun salto netto | Nessuno; usa un pHmetro |
Intervalli di viraggio degli indicatori
| Indicatore | Intervallo di pH | Colore in ambiente acido | Colore in ambiente basico |
|---|---|---|---|
| Metilarancio | da 3,1 a 4,4 | Rosso | Giallo |
| Rosso metile | da 4,4 a 6,2 | Rosso | Giallo |
| Tornasole | da 4,5 a 8,3 | Rosso | Blu |
| Blu di bromotimolo | da 6,0 a 7,6 | Giallo | Blu |
| Fenolftaleina | da 8,2 a 10,0 | Incolore | Rosa |
Il giudizio su ogni indicatore deriva dall'errore del punto finale: il volume al centro del suo intervallo di viraggio confrontato con il vero volume di equivalenza. Entro lo 0,1% è eccellente, entro lo 0,5% è buono. Il tornasole cambia colore troppo gradualmente per le titolazioni.
Esempi svolti
HCl con NaOH
25,00 mL di HCl 0,100 M, NaOH 0,100 M. Dopo 10,00 mL: 2,50 − 1,00 = 1,50 mmol di H⁺ in 35,00 mL.
[H⁺] = 0,0429 M, pH 1,37. A 25,00 mL pH 7,00. A 30,00 mL: 0,500 mmol di OH⁻ in 55,00 mL.
pH 1,37, 7,00 e 11,96
Acido acetico con NaOH
25,00 mL di CH₃COOH 0,100 M (pKa 4,76), NaOH 0,100 M.
pH iniziale 2,88. Semiequivalenza a 12,50 mL, pH 4,76. Equivalenza a 25,00 mL: acetato 0,0500 M.
pH all'equivalenza 8,73: usa la fenolftaleina
Ammoniaca con HCl
25,00 mL di NH₃ 0,100 M (pKb 4,75), HCl 0,100 M.
pH iniziale 11,12. Semiequivalenza pH 9,25 (pKa di NH₄⁺). Equivalenza: NH₄⁺ 0,0500 M.
pH all'equivalenza 5,28: usa il rosso metile
Acido fosforico con NaOH
25,00 mL di H₃PO₄ 0,100 M, NaOH 0,100 M. Salti a 25,00 e 50,00 mL.
pH a 37,50 mL = pKa₂ = 7,20. Il terzo stadio (pKa₃ 12,38) non mostra alcun salto.
pH all'equivalenza 4,70 e 9,67
Carbonato di sodio con HCl
25,00 mL di Na₂CO₃ 0,0500 M, HCl 0,100 M.
CO₃²⁻ → HCO₃⁻ a 12,50 mL, poi HCO₃⁻ → H₂CO₃ a 25,00 mL.
pH 8,34 poi 3,98: metilarancio per il secondo
Acido ossalico con NaOH
25,00 mL di H₂C₂O₄ 0,100 M (pKa 1,25 e 4,27), NaOH 0,100 M.
I valori di pKa sono troppo vicini e troppo bassi per un primo salto. Entrambi i protoni vengono titolati insieme.
Un solo punto finale netto a 50,00 mL, pH 8,40
Errori comuni
- Supporre pH 7 a ogni punto di equivalenza. Solo acido forte con base forte dà pH 7,00.
- Dimenticare il volume totale. Le concentrazioni dopo il mescolamento usano il volume dell'analita più quello del titolante.
- Usare Henderson-Hasselbalch a 0 mL o all'equivalenza. Funziona solo quando HA e A⁻ sono entrambi presenti in quantità utili.
- Scegliere l'indicatore in base a "pH 7". Scegli un indicatore il cui intervallo di viraggio cada sul tratto ripido della tua curva.
- Contare ogni protone come un salto visibile. Un protone con pKa sopra circa 11, o due pKa distanti meno di circa 3 unità, non dà un salto separato e netto.
- Confondere mL e L. Moli = mol/L × volume in L. Usare direttamente i mL dà millimoli, il che va bene se resti coerente.
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Apri l'editor MolDrawDomande frequenti
Perché il pH al punto di equivalenza non è sempre 7?
Al punto di equivalenza la beuta contiene il sale dell'acido e della base. Per un acido forte e una base forte il sale è neutro, quindi pH = 7,00. Un acido debole dà una base coniugata basica (acetato 0,050 M dà pH 8,73). Una base debole dà un acido coniugato acido (NH4+ 0,050 M dà pH 5,28).
Qual è il pH al punto di semiequivalenza?
Metà dell'acido debole è stata trasformata nella sua base coniugata, quindi [HA] = [A−] e pH = pKa. Per l'acido acetico è pH 4,76. Il valore esatto differisce leggermente quando l'acido è piuttosto forte o molto diluito, e il simulatore lo mostra.
Quale indicatore devo usare per una titolazione acido debole–base forte?
La fenolftaleina. Il suo viraggio (pH da 8,2 a 10,0) cade sul tratto ripido della curva, vicino al pH di equivalenza di circa 8,7. Il metilarancio vira troppo presto e dà un errore grande.
Quanti punti di equivalenza mostra l'acido fosforico?
Due ben visibili. Con H3PO4 0,100 M e NaOH 0,100 M compaiono vicino a pH 4,7 e pH 9,7. Il terzo protone ha pKa 12,38, quindi il terzo punto di equivalenza non dà un salto visibile in acqua.
Qual è la differenza tra punto di equivalenza e punto finale?
Il punto di equivalenza è quello in cui le moli di titolante corrispondono esattamente a quelle dell'analita. Il punto finale è quello in cui l'indicatore cambia colore. Un buon indicatore fa cadere il punto finale entro una frazione di punto percentuale dal punto di equivalenza.
Come si calcola il pH prima del punto di equivalenza di un acido debole?
Trova le moli di HA rimaste e le moli di A− formate, poi usa pH = pKa + log(moli A− / moli HA). Per 25,00 mL di acido acetico 0,100 M dopo 20,00 mL di NaOH 0,100 M: pH = 4.76 + log(2.00 / 0.50) = 5,36.
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