Titolazioni acido-base non acquose – Errori comuni e come evitarli

Le titolazioni acido-base non acquose sono ampiamente utilizzate in diversi settori, compreso quello petrolchimico e il settore farmaceutico. Sia che si determini il numero di acidità o di base (AN o BN) in oli o grassi, titolando sostanze insolubili in acqua o quantificando separatamente prodotti con diversi gradi di acidità o alcalinità, la titolazione acido-base non acquosa è il metodo di scelta.

Se hai già una certa esperienza nell'esecuzione di titolazioni acido-base non acquose, potresti ricordare che ci sono diverse sfide da superare rispetto alle titolazioni acido-base acquose.

In questo post del blog, vorrei trattare alcuni dei problemi più tipici che potrebbero emergere durante le titolazioni acido-base non acquose e discutere come evitarli al meglio. Un punto importante da notare è che non esiste un'unica soluzione su come eseguire correttamente qualsiasi titolazione acido-base non acquosa. La procedura corretta dipende molto dal solvente e dal titolante utilizzati.

Per passare direttamente a un argomento specifico, fare click sul collegamento corrispondente di seguito:

• Che cos'è una titolazione acido-base non acquosa?
• Effetti elettrostatici
• Diaframma bloccato
• Scelta dell'elettrolito e della soluzione di conservazione
• Controllo dell'elettrodo secondo ASTM D664
• Risciacquo e pulizia adeguati
• Condizionamento della membrana di vetro
• Manutenzione delle burette
• Titolazione termometrica in alternativa
• Sommario

Che cos'è una titolazione acido-base non acquosa?

Prima di discutere delle titolazioni non acquose, parliamo un po' delle titolazioni acido-base acquose.

In questi casi, viene utilizzato un solvente organico adatto per sciogliere il campione al posto dell'acqua. Il solvente:

• dovrebbe dissolvere il campione e non reagire con esso
• permette la determinazione dei componenti di una miscela
• se possibile, non dovrebbe essere tossico

I solventi che vengono utilizzati più spesso includono etanolo, metanolo, isopropanolo, toluene, e acido acetico glaciale (o una miscela di questi). I titolanti non vengono preparati con acqua ma in solvente. I titolanti basici non acquosi usati di frequente sono l'idrossido di potassio in alcol isopropilico o l'idrossido di sodio in etanolo e un comune titolante acido non acquoso è l'acido perclorico in acido acetico glaciale.

A causa della natura dei solventi non acquosi, sono normalmente cattivi conduttori e non tamponano bene. Ciò rende l'indicazione un po' impegnativa perché l'elettrodo deve essere adatto a tali tipi di campioni. Pertanto, Metrohm offre il Solvotrode, sviluppato specificamente per titolazioni non acquose.

Nelle sezioni seguenti parlerò degli errori più comuni quando si eseguono titolazioni acido-base potenziometriche non acquose e come puoi evitarli.

Effetti elettrostatici

L'influenza degli effetti elettrostatici durante l'analisi è normalmente trascurabile. Tuttavia, forse una volta hai visto una curva come quella sottostante che sembra relativamente normale fino a quando non si verifica improvvisamente un picco.

Questa è quindi un'indicazione di un effetto elettrostatico. Tuttavia, da dove viene e come possiamo superarlo?

La carica elettrostatica può essere generata da molte fonti, come l'attrito. Ad esempio, mentre cammini su una superficie genererai una carica elettrostatica che verrà immagazzinata nel tuo corpo. Probabilmente hai toccato la maniglia della porta dopo aver attraversato uno spazio ricoperto di moquette nei calzini e hai ottenuto una piccola scossa elettrica: questa è la scarica di carica elettrostatica accumulata. Se ora assumiamo che tu sia caricato elettrostaticamente e poi ti avvicini a un elettrodo che sta attualmente misurando (in uso), risulterà in un picco (Figura 1). Pertanto, è essenziale assicurarsi di essere adeguatamente scaricati o di non avvicinarsi all'elettrodo durante la misurazione. Puoi evitare questo problema indossando gli abiti appropriati. Vestiti e scarpe ESD (scariche elettrostatiche) sono consigliati principalmente quando si eseguono titolazioni non acquose.

Scelta dell'elettrolito e della soluzione di stoccaggio

Si consigliano due tipi di elettrolita per le titolazioni non acquose.

Per titolazioni con titolanti alcalini: bromuro di tetraetilammonio c(TEABr) = 0,4 mol/L in glicole etilenico

Per titolazioni con titolanti acidi: cloruro di litio c(LiCl) = 2 mol/L in etanolo

Assicurati di conservare l'elettrodo nello stesso elettrolita con cui è stato riempito.

Controllo dell'elettrodo secondo ASTM D664

Per verificare se il Solvotrode è ancora in buone condizioni, eseguendo un test secondo ASTM D664 utilizzando soluzioni tampone acquose di pH 4 e 7. La procedura è la seguente:

• Misura il potenziale del tampone pH 4,0 agitando e annota il valore dopo 1 minuto
• Rimuovi l'elettrodo e sciacqualo bene con acqua deionizzata
• Misura il potenziale del tampone pH 7,0 agitando e annota il valore dopo 1 minuto
• Calcola la differenza mV tra la lettura dei buffer 4.0 e 7.0
• La differenza deve essere maggiore di 162 mV (20–25 °C) per indicare un elettrodo in buone condizioni

Se la differenza di potenziale misurata è inferiore a 162 mV, l'elettrodo necessita di manutenzione. Solleva il manicotto flessibile del diaframma del giunto di terra per far defluire un po' di elettrolita. Ripeti la misurazione secondo i passaggi precedenti. Se il valore è ancora inferiore a 162 mV, pulisci l'elettrodo o sostituiscilo.

Risciacquo e pulizia adeguati

Questo elettrodo non è stato sicuramente pulito correttamente! Chiunque esegua una titolazione non acquosa deve considerare quale solvente potrebbe dissolvere meglio il residuo: questo non è un problema che altri analisti possono risolvere facilmente a causa della natura di ogni singolo campione. Tuttavia, non ignorare un elettrodo con un tale aspetto.

Condizionare correttamente la membrana di vetro

Evitare gli errori più comuni nella misurazione del pH

Questo può essere stabilito con una fase di condizionamento della membrana di vetro per ricostruire lo strato di idratazione. Tuttavia, se il solvente è in grado di rimuovere lo strato di idratazione più velocemente di quanto sia necessario per eseguire una titolazione, può portare a punti di equivalenza fantasma. Pertanto, l'elettrodo deve essere completamente disidratato e mantenuto in questo modo per tutte le ulteriori titolazioni.

Manutenzione delle burette

Non è solo l'elettrodo che necessita di una particolare attenzione quando si eseguono titolazioni non acquose, ma anche la buretta elettrica. È necessaria una manutenzione speciale poiché i titolanti alcalini non acquosi sono particolarmente aggressivi e tendono a cristallizzare, pertanto è probabile la perdita della buretta.

La buretta deve essere sottoposta a manutenzione regolare secondo le istruzioni del produttore. Metrohm consiglia la seguente procedura:

• Per pause di titolazione più brevi, si consiglia di riempire la bombola con titolante (soprattutto con OMNIS)
• Pulisci la buretta con acqua deionizzata a fine giornata
• Lubrificare il gruppo cilindro sul tubo di centraggio e sul disco del cilindro

Controllare anche il manuale corrispondente della buretta. Qui vengono menzionati i punti più importanti che porteranno a una maggiore durata della buretta.

Titolazione termometrica in alternativa

Un'alternativa all'utilizzo della titolazione acido-base potenziometrica non acquosa è la titolazione termometrica (TET), a seconda del campione e dell'analita da misurare. La titolazione termometrica controlla la reazione endotermica o esotermica di un campione con il titolante utilizzando un termistore molto sensibile.

Il vantaggio del TET rispetto alla titolazione potenziometrica è chiaramente il sensore esente da manutenzione che non richiede alcun condizionamento né riempimento dell'elettrolito. Ulteriori informazioni sulla titolazione termometrica possono essere trovate nei nostri precedenti post sul blog di seguito.

Titolazione termometrica – il pezzo mancante del puzzle

Determinazione rapida del numero di acido e base mediante titolazione termometrica

Analisi multiparametrica nei fertilizzanti mediante titolazione termometrica

Riassunto

Si spera che questo articolo ti abbia fornito informazioni sui principali problemi riscontrati durante le titolazioni non acquose. In primo luogo, assicurati che tutte le influenze elettrostatiche siano eliminate. Ciò consentirà di risparmiare una quantità significativa di risoluzione dei problemi. Quindi prepara e tratta correttamente l'elettrodo prima, durante e dopo la titolazione. Assicurati di condizionare l'elettrodo subito prima della tua prima misurazione!

Di particolare importanza qui è il solvente che prevedi di utilizzare. Se si tratta di un solvente polare, l'elettrodo deve essere condizionato in acqua deionizzata. Se vengono utilizzati solventi non polari come l'anidride acetica, l'elettrodo deve essere prima disidratato. Tra una misurazione e l'altra, l'elettrodo deve essere pulito con un solvente adatto e il diaframma deve essere aperto di tanto in tanto.

Ultimo ma non meno importante, prenditi cura della tua buretta. Mantienilo regolarmente e sostituiscilo quando necessario. Con questo consiglio, eseguire titolazioni non acquose dovrebbe essere un gioco da ragazzi!

La tua conoscenza "take-aways"

Titolazione non acquosa di acidi e basi con indicazione del punto finale potenziometrico