curve di titolazione acido-base mappa concettuale

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Le curve di titolazione acido-base rappresentano l'andamento del pH in funzione del volume di titolante aggiunto. La loro forma dipende dalla forza dell'acido e della base coinvolti, dal punto di equivalenza e dalla presenza di zone cuscinetto. Comprendere questi grafici permette di scegliere l'indicatore adatto, calcolare concentrazioni sconosciute e interpretare fenomeni come l'idrolisi salina all'equivalenza.

Perché la forma della curva cambia
La forma della curva dipende dalla forza di acido e base. Nella titolazione di un acido forte con una base forte il pH cresce lentamente, poi sale bruscamente vicino all'equivalenza, dove la soluzione contiene solo un sale neutro. Con un acido debole, invece, prima dell'equivalenza si forma una miscela di acido non dissociato e della sua base coniugata: questa coppia forma una soluzione tampone, quindi il pH varia poco in quella zona. All'equivalenza la base coniugata subisce idrolisi e il pH supera 7. Queste differenze spiegano perché il salto di pH si restringe man mano che diminuisce la forza degli reagenti.

Il punto di semiequivalenza e il pKa
Un punto particolarmente utile è la semiequivalenza, quando è stato aggiunto metà del volume necessario per raggiungere l'equivalenza. In quel momento metà dell'acido debole è stato neutralizzato e le concentrazioni dell'acido e della sua base coniugata sono uguali. Per l'equazione di Henderson-Hasselbalch il pH coincide allora con il pKa dell'acido. Questo principio è alla base della determinazione sperimentale del pKa: si titola l'acido con una base forte, si individua il punto di equivalenza sulla curva, se ne divide a metà il volume e si legge il pH corrispondente. Il metodo è affidabile per acidi deboli di forza intermedia, mentre diventa impreciso per acidi molto deboli o molto diluiti.

La scelta dell'indicatore
Un indicatore acido-base è esso stesso un acido o una base debole che cambia colore in un intervallo di pH caratteristico. Per essere utile, il suo intervallo di viraggio deve cadere dentro il salto di pH della curva. Nella titolazione tra acido forte e base forte il salto è così ampio che sia il metilarancio sia la fenolftaleina funzionano. Nella titolazione di un acido debole con una base forte il salto si trova in zona basica, quindi si preferisce la fenolftaleina; il metilarancio virerebbe troppo presto dando un errore significativo. Al contrario, nella titolazione di una base debole con un acido forte serve un indicatore che vira in zona acida.

Esempi pratici e limiti del metodo
Le titolazioni acido-base sono usate per determinare l'acidità di acque, il contenuto di principi attivi in analisi farmaceutiche e la concentrazione di soluzioni di laboratorio. Un esempio scolastico comune è la determinazione della concentrazione di acido acetico in un aceto diluito, titolato con idrossido di sodio standardizzato. Va ricordato che il metodo visivo con indicatori ha limiti: con acido e base entrambi deboli il salto è troppo piccolo per un viraggio netto, e soluzioni molto diluite riducono l'ampiezza del salto. In questi casi si ricorre alla misure potentiometriche con pH-metro, tracciando la curva punto per punto.