Titolazioni Complessometriche e di Precipitazione: Principi e Applicazioni in Chimica Analitica

Titolazioni Complessometriche: Principi Fondamentali

Le titolazioni complessometriche volumetriche coinvolgono un titolante che forma un complesso con la sostanza da valutare. In ogni complesso si distinguono due parti: l'atomo centrale, che di solito è un atomo o uno ione, e il ligando, che può essere:

Tipologie di Ligandi

• Molecole: Quando il ligando è una molecola, il complesso è chiamato composto di coordinazione. In questi composti, il ligando è una molecola neutra e la carica del complesso è determinata dallo ione centrale.

  Ad esempio: Co³⁺ + 6 NH₃ → [Co(NH₃)₆]³⁺

  I ligandi che possiedono due o più atomi in grado di legarsi all'atomo centrale sono chiamati polidentati. Quelli con due atomi leganti sono detti bidentati, quelli con tre sono triidentati, e così via.

• Ioni: Quando il ligando è uno ione, il complesso è chiamato complesso ionico.

  Ad esempio: Ag⁺ + 2 CN^- → [Ag(CN)₂]^-

Numero di Coordinazione e Legami

Il numero di coordinazione è definito come il numero di ligandi che circondano l'atomo centrale. I numeri di coordinazione più comuni sono 2, 4 e 6. I legami che uniscono l'atomo centrale ai ligandi sono generalmente forze deboli.

Titolazioni di Precipitazione: Concetti Chiave

Se abbiamo un composto come AgCl, si osserva che non si dissolve facilmente in acqua. Tuttavia, anche se poco, una certa quantità di sale si dissolve in soluzione. Secondo la teoria delle soluzioni, questo processo è modellato attraverso l'equilibrio tra AgCl solido e gli ioni Ag⁺ e Cl^- disciolti.

Prodotto di Solubilità (K_ps)

La costante di equilibrio è la costante del prodotto di solubilità (K_ps), definita come il prodotto delle concentrazioni degli ioni disciolti, elevate ai loro coefficienti stechiometrici:

K_ps = [Ag⁺][Cl^-]

Conoscere la costante del prodotto di solubilità ci permette di determinare la solubilità del composto a 25°C, che è la temperatura standard per la determinazione di tale costante.

Condizioni di Precipitazione

Affinché avvenga la precipitazione, il prodotto delle concentrazioni degli ioni deve essere maggiore della costante del prodotto di solubilità. Questo è in accordo con il principio di Le Chatelier: un aumento della concentrazione degli ioni sposta l'equilibrio verso la formazione del precipitato, diminuendo la concentrazione degli ioni in soluzione.

Precipitazione Frazionata

Quando in una soluzione sono presenti ioni diversi che possono precipitare con un reagente comune, è possibile precipitare separatamente ogni ione controllando le condizioni di precipitazione.

Solubilità dei Precipitati

Sali insolubili in acidi deboli e idrossidi insolubili possono essere disciolti in ambiente acido forte.

Titolazioni di Precipitazione: Metodologia

Il loro funzionamento si basa sulla continua formazione di un precipitato fino al completamento della reazione. Una goccia in eccesso di titolante provoca la reazione con un indicatore, e il punto finale è evidenziato da un viraggio di colore.

Il volume di titolante utilizzato per completare la precipitazione degli ioni fornisce la quantità della sostanza da valutare. In linea di principio, qualsiasi reazione che produce un precipitato potrebbe essere utilizzata, tuttavia, affinché una reazione possa essere impiegata in questa volumetria, è necessario che:

• La reazione di precipitazione sia quantitativa e stechiometrica, senza la necessità di aggiungere un eccesso di titolante.
• Il precipitato formato sia insolubile nella soluzione.
• Sia disponibile un indicatore per rilevare il punto finale della titolazione.