Come rielaborare i dati di una titolazione

Tommaso ha scritto:

Buongiorno professoressa, avrei bisogno del suo aiuto nella risoluzione di questo esercizio.

Un campione contenente acqua ossigenata fu titolato con una soluzione 0,50 M di permanganato di potassio in soluzione acida. Sapendo che furono necessari 35 mL di tale soluzione, determinare quanta acqua c’era nel campione.

Quello che non capisco è come risolvere questo esercizio in quanto ho a disposizione solo i dati di una delle due soluzioni, in questo caso della soluzione di permanganato. In questi casi come devo procedere? La ringrazio.

Ecco l’aiuto:

La titolazione è una tecnica analitica con cui si può determinare la quantità di sostanza in analisi presente in un certo campione. Per effettuarla, si utilizza una soluzione a concentrazione nota di un opportuno reagente di cui si misura il volume necessario per far reagire completamente la sostanza in analisi. La sostanza in analisi è chiamata analita mentre la soluzione a concentrazione nota del reagente utilizzato è chiamata titolante.

Nel tuo caso l’analita è l’acqua ossigenata e il titolante è la soluzione 0,5 M di permanganato di potassio. Conoscendo il volume di titolante utilizzato e la stechiometria di reazione si può risalire alla concentrazione dell’analita con semplici calcoli.

Per risolvere l’esercizio devi quindi

• scrivere l’equazione di reazione che avviene tra l’acqua ossigenata e il permanganato di potassio,
• calcolare la quantità di titolante presente nel volume di soluzione utilizzato per far reagire tutta l’acqua ossigenata
• sulla base del rapporto molare di reazione, stabilire la quantità di acqua ossigenata che ha reagito, cioè la quantità di analita presente nel campione.

La reazione in questione è una redox la cui equazione è

5 H₂O₂ + 2 MnO₄^- + 6 H⁺ → 5 O₂ + 2 Mn²⁺ +  8 H₂O

La quantità in moli di ioni permanganato presente in 35 mL di soluzione 0,50 M di KMnO₄ è

n MnO₄^- = M·V = 0,50 mol/L · 0,035 L = 0,0175 mol

La quantità in moli di acqua ossigenata che è stata ossidata da 0,0175 mol di ioni permanganato è

n H₂O₂= n MnO₄^- · 5 mol H₂O₂ / 2 mol MnO₄^- = 0,0175 × 5/2 = 0,04375 mol

m H₂O₂= n · m_molare = 0,04375 mol · 34,0147 g/mol = 1,488 g

In conclusione, se si esprime il risultato con il corretto numero di cifre significative, la quantità di acqua ossigenata presente nel campione è pari a 1,5 g.