La titolazione viene utilizzata in chimica analitica per determinare la quantità o la concentrazione di una sostanza, nota come analita. La titolazione è una misura quantitativa di un analita in soluzione, mediante la sua reazione completa con un reagente. In una titolazione, un reagente (il titolante) viene aggiunto lentamente a una soluzione contenente la sostanza da misurare (l'analita). Man mano che viene aggiunto, si verifica una reazione chimica tra il titolante e l'analita. Il punto in cui la reazione è completa e sono presenti una quantità equivalente di titolante e analita (un equivalente stechiometrico) è chiamato punto di equivalenza. Questo può essere determinato da un indicatore chimico presente nella soluzione o da un cambiamento fisico misurabile, come una variazione di pH, potenziale dell'elettrodo, conduttività o assorbimento della luce (colore). In pratica, un brusco cambiamento di questa proprietà fisica segnala l'endpoint, cioè la fine della titolazione.
Lo scopo della titolazione è determinare la quantità o la concentrazione di un analita, dosando titolante, la cui concentrazione e volume sono noti. Le titolazioni si basano su reazioni chimiche che devono soddisfare quattro requisiti:
- La reazione tra l'analita e il titolante deve avvenire rapidamente, senza una reazione secondaria
- La reazione deve essere completata
- La reazione deve avere una stechiometria ben nota (rapporto di reazione)
- Deve avere un metodo conveniente per la rilevazione dell'endpoint
Le titolazioni sono estremamente precise e possono fornire molti vantaggi rispetto ai metodi alternativi. Le titolazioni vengono eseguite rapidamente e richiedono apparecchiature e strumentazione relativamente semplici.
Titolazione automatica
La titolazione automatica viene eseguita con la strumentazione che eroga il titolante, si ferma al punto finale e calcola automaticamente la concentrazione dell'analita. I sistemi automatici sono decisamente preferibili rispetto alla titolazione manuale, poiché per determinare il punto finale viene utilizzata una misurazione elettrochimica anziché un indicatore di colore soggettivo: garantiscono così risultati accurati e ripetibili.
Le analisi che possono essere effettuate con un titolatore potenziometrico automatico sono:
- Titolazioni Acido-Base
- Titolazioni di Ossidoriduzione (Redox)
- Titolazioni Complessometriche
- Titolazione per precipitazione
- Titolazioni in ambiente non acquoso
- Titolazioni argentometriche
- Misure dirette di pH, ORP e ISE (con elettrodi ionoselettivi)
L'attrezzatura richiesta per la titolazione automatica include un titolatore automatico dotato di una buretta, un titolante standardizzato, una pipetta volumetrica (per misurare il volume del campione) o una bilancia analitica (per misurare o pesare un campione), un beaker, un sensore e un agitatore.
Il titolatore automatico deve disporre di un accurato sistema di erogazione del titolante. Nei titolatori automatici, il sistema di erogazione può essere diviso in tre parti: una buretta con pistone motorizzato, un sistema di valvole ed un puntale per erogare il titolante nel campione. Ciascuna di queste parti deve garantire la massima precisione possibile, relativamente al meccanismo di azionamento della buretta, alla guarnizione del pistone, al diametro del cilindro di vetro, alla minima dispersione nelle valvole e nei tubi che dispensano il titolante.
Standard e standardizzazione
Una delle sostanze coinvolte nel processo di titolazione deve uno standard, necessario per standardizzare la soluzione titolante. Lo standard può essere presente sotto forma di sostanza pura o come soluzione a titolo noto. La soluzione titolante può essere standardizzata in due modi: utilizzando uno standard primario, o più comunemente, titolandolo rispetto a una soluzione standardizzata in precedenza.
