Idrossido di calcio: determinazione del Kps
L’idrossido di calcio è un solido ionico poco solubile in acqua il cui valore del prodotto di solubilità può essere ottenuto tramite titolazione. Esso si solubilizza secondo l’equilibrio:
Ca(OH)2(s) ⇄ Ca2+(aq) + 2 OH–(aq)
la costante di tale equilibrio eterogeneo detta prodotto di solubilità è data dall’espressione:
Kps = [Ca2+][ OH–]2
Il valore del prodotto di solubilità consente di calcolare la solubilità del composto in soluzione.
Titolazione degli ioni idrossido
Gli ioni idrossido provenienti dalla dissoluzione dell’elettrolita possono essere determinati tramite titolazione con un acido. Tale metodologia analitica si basa sul volume di titolante aggiunto fino al raggiungimento del punto equivalente quando l’indicatore cambia colore.
Nella procedura sperimentale una soluzione di HCl diluita viene titolata con una soluzione satura di idrossido di calcio usando quale indicatore la fenolftaleina.
Si preferisce tale procedura in quanto la fenolftaleina in ambiente acido è incolore mentre assume colorazione fuscia in ambiente basico e pertanto la variazione di colore risulta più evidente rispetto a quella che si otterrebbe titolando l’idrossido di calcio con HCl in cui il punto finale della titolazione viene dato dal viraggio fucsia-incolore.
La soluzione satura di idrossido di calcio deve essere preparata di fresco onde evitare che il biossido di carbonio reagisca con l’idrossido di calcio per formare carbonato di calcio secondo la reazione:
Ca(OH)2(s) + CO2(g) ⇄ CaCO3(s) + H2O(l)
La soluzione di idrossido di calcio usata quale titolante deve essere filtrata prima di essere messa nella buretta.
La reazione che avviene è:
Ca(OH)2 + 2 HCl → CaCl2(aq) + 2 H2O(l)
Applicazioni
Dati:
22.50 mL di una soluzione 0.0250 M di HCl vengono titolati da 25.00 mL di soluzione di idrossido di calcio
Calcoli:
Moli di HCl = 0.0250 mol/L ∙ 0.02250 L=0.000563
Dal rapporto stechiometrico tra Ca(OH)2 e HCl la moli di Ca(OH)2 sono pari a:
moli di Ca(OH)2 = 0.000563 /2= 0.000281
le moli di Ca2+ sono quindi 0.000281
e la concentrazione dello ione Ca2+ è pari a 0.000281 / 0.02500 L=0.0112
le moli di OH– sono pari a: 2 ∙ 0.000281 = 0.000563
quindi la concentrazione dello ione OH– è data da: 0.000563 / 0.02500 L = 0.0225 M
Sostituendo tali valori nell’espressione del Kps si ha:
Kps = [Ca2+][ OH–]2 = (0.0112)( 0.0225)2 = 5.68 ∙ 10-6
