La titolazione è uno dei metodi analitici più antichi e trova il suo utilizzo in vari settori. Viene utilizzato ad esempio per analizzare l'acqua potabile o per determinare il contenuto di metalli nei materiali delle batterie. Questo post del blog tratta il principio della titolazione, il suo processo e presenta i diversi tipi di titolazione.
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Le titolazioni vengono utilizzate per determinare la concentrazione di un analita in una soluzione campione. Per questo, al campione viene aggiunta una soluzione standard di concentrazione nota, chiamata titolante. Il titolante e l'analita reagiscono in modo stechiometrico. La concentrazione dell'analita viene calcolata utilizzando la quantità di titolante, la sua concentrazione e la dimensione del campione. La tabella 1 elenca alcuni termini comuni di titolazione.
Termine |
Definizione |
Analita |
La sostanza di interesse per la quale è necessaria la determinazione. |
Endpoint |
Il punto in cui la titolazione è completa. Un cambiamento di colore o un altro indicatore (ad esempio il valore del pH) segnala il punto finale. Dovrebbe essere il più vicino possibile al punto di equivalenza. |
Punto di equivalenza |
Il volume al quale termina la reazione tra titolante e analita. |
Indicatore |
Una sostanza utilizzata per indicare il punto finale di una titolazione. Storicamente, questi sono indicatori di colore. Oggi elettrodi o altri sensori hanno sostituito gli indicatori di colore. |
Standard primario |
Uno standard primario è una sostanza certificata, altamente pura e stabile. Viene utilizzato per determinare l'esatta concentrazione del titolante. |
Standardizzazione |
Il processo per determinare l'esatta concentrazione del titolante. Scopri di più su questo processo nel post del blog «Cosa considerare quando si standardizza il titolante». |
Soluzione standard |
altro termine per il titolante. |
Titolante |
Una soluzione con concentrazione nota utilizzata per determinare la concentrazione dell'analita. |
Curva di titolazione |
La curva ottenuta tracciando il volume del titolante utilizzato rispetto al segnale di un elettrodo o sensore. |
Equazione di titolazione |
Formula utilizzata per calcolare la concentrazione dell'analita. L'equazione dipende dal tipo di campione (liquido o solido), dalla stechiometria e dall'unità desiderata del risultato. |
Innanzitutto, il titolante deve essere standardizzato. Questo passaggio fornisce l'esatta concentrazione della soluzione titolante e aumenta la precisione del risultato. Scopri di più su questo processo nel post del blog «Cosa considerare quando si standardizza il titolante».
Per la titolazione, i campioni devono essere in soluzione. Pertanto, i campioni solidi vengono sciolti o pretrattati per rilasciare l'analita (ad esempio mediante digestione, estrazione o incenerimento).
A volte è necessario aggiungere soluzioni ausiliarie. Ad esempio, le titolazioni redox spesso devono essere eseguite a un valore di pH specifico. Le titolazioni indirette necessitano sempre di una soluzione ausiliaria, poiché l'analita deve essere convertito in una forma reattiva. Questa forma reattiva verrà poi titolata.
Per le retrotitolazioni (o titolazioni residue), viene prima aggiunto un eccesso di reagente. Questo reagente reagisce con l'analita e il suo eccesso viene poi titolato. Leggi il post del blog «WCosa considerare durante la retrotitolazione»per saperne di più su questo tipo di titolazione.
Durante la titolazione è importante agitare il campione. Ciò garantisce che il titolante e l'analita siano miscelati bene. Il titolante viene aggiunto al campione fino al raggiungimento del punto finale. Le titolazioni manuali utilizzano indicatori di colore per determinare il punto finale.
I moderni titolatori automatici utilizzano elettrodi o altri sensori per rilevare il punto equivalente. Il volume del titolante viene tracciato rispetto al segnale misurato per ottenere una curva di titolazione. La Figura 1 mostra la curva di una titolazione acido-base con impurità carbonatiche.
Per ulteriori informazioni sui diversi modi per valutare l'endpoint, leggi l'articolo del nostro blog «Riconoscimento dell'endpoint (EP)».
Dopo la titolazione si calcola il risultato. I titolatori automatici calcolano da soli il risultato. Per il calcolo sono necessarie le seguenti variabili:
Da queste variabili, la concentrazione dell'analita può essere calcolata come segue:
La formula può differire a seconda dell'unità del risultato. La situazione è diversa anche per le retro-titolazioni. Il post sul blog «Cosa considerare durante una retro-titolazione» descrive questo calcolo.
Le titolazioni possono essere classificate in diversi modi. Uno è il metodo di rilevamento dell'endpoint, ma nella maggior parte dei casi vengono classificati in base alla reazione chimica utilizzata.
La titolazione è un metodo consolidato e molti standard, come ISO, ASTM e USP, lo prevedono come metodo di analisi. Ha costi di acquisizione e di gestione inferiori rispetto a metodi più sofisticati come HPLC o ICP-MS. Inoltre, la titolazione è un metodo assoluto, quindi non sono necessarie calibrazioni.
La titolazione automatizzata offre inoltre numerosi vantaggi rispetto al metodo manuale. La tabella 2 riassume alcune delle differenze principali. Puoi trovare ulteriori informazioni nel nostro post «Come evitare errori di titolazione nel tuo laboratorio».
Se stai pensando di passare dalla titolazione manuale a quella automatizzata, consulta l'articolo del blog «Come passare dalla titolazione manuale a quella automatica».
Parametro |
Titolazione Manuale |
Titolazione Automatica |
Aggiunta di titolante |
Manualmente |
Automatico con buretta |
Accuratezza di dosaggio |
0.1 mL |
25 µL |
Controllo |
Manualmente dall'operatore |
integrato nel sistema o via software |
Calcolo |
Manualmente dall'operatore |
integrato nel sistema o via software |
Tracciabilità dei dati |
No |
Si |
Automatizzabile |
No |
Si |
La titolazione è uno dei metodi analitici più antichi. Pertanto, è ben consolidato in vari settori.
Può essere classificato in base alla reazione chimica.
Automatizzare il processo di titolazione con un autotitolatore offre ulteriori vantaggi rispetto al metodo manuale, come la tracciabilità e i calcoli automatizzati.
Per saperne di più sulla titolazione, consulta queste risorse aggiuntive:
Monografia: Practical aspects of modern titration
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