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Analisi conduttimetriche
Analisi conduttimetriche
La conduttimetria è una tecnica di analisi elettrochimica che si basa sulla misura della conducibilità elettrica di una soluzione. La conducibilità elettrica di una soluzione è una misura della capacità della soluzione di trasportare corrente elettrica.
La conduttometria è una tecnica versatile che può essere utilizzata per una varietà di applicazioni, tra cui:
Analisi chimica: La conduttometria può essere utilizzata per determinare la concentrazione di soluti in una soluzione, come sali, acidi e basi.
Controllo di processo: La conduttometria può essere utilizzata per monitorare il processo di produzione di materiali, farmaci e altri prodotti.
Ambiente: La conduttometria può essere utilizzata per monitorare la qualità dell'acqua, dell'aria e di altri ambienti.
Principio di funzionamento
La conduttometria si basa sul principio secondo cui gli ioni presenti in una soluzione possono trasportare corrente elettrica. La conducibilità elettrica di una soluzione è proporzionale alla concentrazione degli ioni presenti nella soluzione.
In una cella conduttimetrica, la soluzione da analizzare viene posta tra due elettrodi. Una corrente elettrica viene applicata agli elettrodi e la caduta di tensione tra gli elettrodi viene misurata. La conducibilità elettrica della soluzione può essere calcolata dalla seguente formula:
σ = I / V
dove:
σ è la conducibilità elettrica della soluzione
I è la corrente elettrica applicata
V è la caduta di tensione tra gli elettrodi
Tipi di conduttometri
Esistono due tipi principali di conduttometri:
Conduttimetri a due elettrodi: I conduttometri a due elettrodi sono i più comuni. In questi conduttometri, la soluzione da analizzare viene posta tra due elettrodi di materiale conduttivo.
Conduttimetri a quattro elettrodi: I conduttometri a quattro elettrodi sono utilizzati per misurare la conducibilità elettrica di soluzioni molto conduttive. In questi conduttometri, la soluzione da analizzare viene posta tra quattro elettrodi di materiale conduttivo.
Applicazioni
La conduttometria è una tecnica versatile che può essere utilizzata per una varietà di applicazioni, tra cui:
Analisi chimica: La conduttometria può essere utilizzata per determinare la concentrazione di soluti in una soluzione, come sali, acidi e basi. Ad esempio, la conduttometria può essere utilizzata per determinare la concentrazione di cloruro di sodio in acqua salata.
Controllo di processo: La conduttometria può essere utilizzata per monitorare il processo di produzione di materiali, farmaci e altri prodotti. Ad esempio, la conduttometria può essere utilizzata per monitorare la concentrazione di acidi o basi in un processo di produzione chimica.
Ambiente: La conduttometria può essere utilizzata per monitorare la qualità dell'acqua, dell'aria e di altri ambienti. Ad esempio, la conduttometria può essere utilizzata per monitorare la concentrazione di sali nell'acqua di mare o la concentrazione di contaminanti nell'aria.
Vantaggi e svantaggi
La conduttometria è una tecnica semplice e versatile che può essere utilizzata per una varietà di applicazioni. I principali vantaggi della conduttometria includono:
Facilità di utilizzo: La conduttometria è una tecnica relativamente semplice da utilizzare.
Versatile: La conduttometria può essere utilizzata per una varietà di applicazioni.
Rapida: La conduttometria è una tecnica rapida, che può fornire risultati in pochi minuti.
I principali svantaggi della conduttometria includono:
Non è specifica: La conduttometria non è una tecnica specifica, quindi non può essere utilizzata per identificare singoli soluti.
Influenzata dalla temperatura: La conducibilità elettrica di una soluzione è influenzata dalla temperatura. Pertanto, è importante controllare la temperatura della soluzione quando si effettuano misurazioni di conduttività.
Costruiamo un conduttimetro utilizzando una scheda programmabile arduino, una cannuccia ed un folgio di calcolo. Riusciremo a fare una retta di taratura e a determinare la concentrazione salina in ppm dei sali disciolti.
Titolazione conduttimetrica dell'acido fosforico con idrossido di sodio
Titolazione conduttimetrica dell'acido fosforico con idrossido di sodio
La titolazione conduttimetrica dell'acido fosforico con NaOH è una tecnica analitica che si basa sulla misura della conducibilità elettrica di una soluzione durante una titolazione acido-base.
L'acido fosforico è un acido triprotico, il che significa che può cedere tre protoni in soluzione. Pertanto, la titolazione con NaOH avviene in tre fasi:
Prima equivalenza: In questa fase, il NaOH neutralizza il primo protone dell'acido fosforico. La conducibilità elettrica della soluzione aumenta bruscamente, poiché gli ioni H+ non sono più presenti in soluzione.
Seconda equivalenza: In questa fase, il NaOH neutralizza il secondo protone dell'acido fosforico. La conducibilità elettrica della soluzione aumenta leggermente, poiché gli ioni HPO42- sono meno conduttivi degli ioni H+.
Terza equivalenza: In questa fase, il NaOH neutralizza il terzo protone dell'acido fosforico. La conducibilità elettrica della soluzione aumenta leggermente, poiché gli ioni PO43- sono ancora meno conduttivi degli ioni HPO42-.
Il punto di equivalenza è il punto in cui la quantità di NaOH aggiunta è esattamente uguale alla quantità di acido fosforico presente nella soluzione. In questo punto, la conducibilità elettrica della soluzione raggiunge un massimo.
Per effettuare una titolazione conduttimetrica dell'acido fosforico con NaOH, è necessario disporre di un conduttometro, di una soluzione di acido fosforico noto e di una soluzione di NaOH noto.
La procedura è la seguente:
Si riempie il becker con la soluzione di acido fosforico.
Si collega il becker al conduttometro.
Si inizia ad aggiungere la soluzione di NaOH lentamente, mescolando continuamente.
Si registra la conducibilità elettrica della soluzione ad ogni aggiunta di NaOH.
Si continua ad aggiungere la soluzione di NaOH fino a raggiungere il punto di equivalenza.
Il punto di equivalenza può essere rilevato in due modi:
Visualmente: Il punto di equivalenza è caratterizzato da un brusco aumento della conducibilità elettrica della soluzione.
Automaticamente: Il conduttometro può essere impostato per rilevare il punto di equivalenza automaticamente.
Una volta raggiunto il punto di equivalenza, è possibile calcolare la concentrazione dell'acido fosforico nella soluzione.
La formula per il calcolo della concentrazione dell'acido fosforico è la seguente:
C = (V2 * N2) / (V1 * M1)
dove:
C è la concentrazione dell'acido fosforico
V2 è il volume di NaOH aggiunto
N2 è la concentrazione di NaOH
V1 è il volume di acido fosforico
M1 è la massa molare dell'acido fosforico
Ad esempio, se si aggiunge un volume di 25 mL di una soluzione di NaOH 0,1 M a un volume di 50 mL di una soluzione di acido fosforico, la concentrazione dell'acido fosforico è la seguente:
C = (25 * 0,1) / (50 * 31,75)
C = 0,0258 M
La concentrazione dell'acido fosforico è quindi di 0,0258 M.
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