Determinazione della concentrazione di acido acetico presente in un campione di aceto commerciale

Relazione svolta da Chirci D’Afile Martina e Aronica Maya.

Obiettivo:

Determinare la concentrazione molare di acido acetico, contenuto all’interno di un campione di aceto commerciale, mediante titolazione con una soluzione di idrossido di sodio a concentrazione nota.

La reazione di neutralizzazione acido-base che viene sfruttata è la seguente:

CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O

Materiale:

• Buretta da 50ml con sensibilità 0,1ml;
• 2 becher da 250ml;
• Cilindro graduato da 100ml;
• Imbuto di vetro;
• Pipetta graduata da 5ml;
• Spruzzetta;
• Sostegno con morsetto.

Sostanze:

• Aceto di vino commerciale;
• Soluzione di NaOH 0,1M;
• Fenolftaleina sol. 1%;
• Acqua distillata.

Procedimento:

• Prelevare, tramite la pipetta graduata da 5ml, 3ml di aceto di vino commerciale e versarlo all’interno di un becher da 250ml;
• Versare, tramite la spruzzetta, 100ml di acqua distillata all’interno del cilindro graduato da 100ml e trasferirlo all’interno del becher da 250ml, contente i 3ml di aceto commerciale. Questa operazione aiuterà, in seguito, ad individuare il punto di equivalenza, cioè il punto in cui il numero di moli di acido acetico è equivalente al numero di moli di idrossido di sodio aggiunto;
• Aggiungere 3 gocce di fenolftaleina all’interno del becher da 250ml, contenente la soluzione di aceto. La fenolftaleina è un indicatore di pH, che in condizioni acide è incolore, mentre in condizioni basiche diventa rosato. Si osserva che la soluzione in esame rimane incolore;
• Chiudere il rubinetto della buretta e avvinarla: versare nella buretta, mediante l’imbuto di vetro, circa 20ml di soluzione di idrossido di sodio 0,1M e inclinarla, in modo tale da bagnare completamente le pareti interne;
• Aprire il rubinetto per eliminare la soluzione usata per avvinare, raccogliendola all’interno di un becher da 250ml;
• Chiudere il rubinetto della buretta e riempirla, mediante l’imbuto di vetro, con la soluzione di idrossido di sodio 0,1M, oltre la tacca corrispondente a 0ml. Aprire il rubinetto e far defluire velocemente, per qualche istante, la soluzione titolante per eliminare le bolle d’aria. Chiudere poi il rubinetto della buretta e portare a volume, fino a raggiungere la tacca corrispondente a 0ml, facendo attenzione a porre il menisco inferiore sullo stesso livello della tacca;
• Si procede alla titolazione, facendo defluire la soluzione goccia a goccia all’interno del becher da 250ml, contenente la soluzione diluita di aceto, agitando continuamente;
• Al punto di viraggio dell’indicatore, cioè quando la soluzione diventa rosata, chiudere il rubinetto della buretta e annotare il volume consumato della soluzione titolante.

  

In questo passaggio bisogna prestare attenzione a individuare la goccia esatta che fa cambiare colore, in modo persistente, alla soluzione, per non sovrastimare la quantità di acido acetico. Grazie alla diluizione della soluzione di aceto si può apprezzare meglio la variazione di colore, mettendo anche un foglio di carta bianca sotto il becher della soluzione da titolare;

• Eliminare la soluzione titolata e sciacquare con acqua distillata il becher;
• Ripetere la titolazione per almeno altre due volte, in modo tale da ridurre il più possibile l’errore e avvicinarsi al valore vero.
  

 

 

Calcoli:

Ad ogni titolazione si è annotato, grazie alla buretta, il volume usato della soluzione titolante:

Misurazione	Volume iniziale [ml]	Volume NaOH 0,1M usato [ml]
1	0,00	29,5
2	0,00	28,9
3	0,00	29,2

 

Dunque il volume medio di NaOH usato è pari a: V_NaOH = (29,5ml + 28,9ml + 29,2ml) / 3 = 0,0292 L

Quando si arriva al punto di viraggio dell’indicatore, tutto l’acido acetico presente nell’aceto commerciale è stato neutralizzato dall’idrossido di sodio secondo la seguente reazione:

CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O

Come si evince dall’equazione chimica, il rapporto stechiometrico tra i reagenti è pari a 1:1, dunque una mole di CH₃COOH viene neutralizzata da una mole di NaOH. Al punto di equivalenza, segnalato dal viraggio dell’indicatore, il numero di moli di idrossido di sodio usato sarà uguale al numero di moli di acido acetico presente nei 3 ml di aceto commerciale.

Il numero di moli di NaOH è pari a:

n_NaOH = M_NaOH x V_NaOH  =  0,1M x 0,0292L = 0,00292mol = 2,92 x 10^-3mol.

Poiché il numero di moli di CH₃COOH è uguale al numero di moli di NaOH, allora

n (CH₃COOH) = n _NaOH = 2,92 x 10^-3mol.

È possibile ora calcolare la concentrazione molare dell’acido acetico presente nei 3 ml di aceto commerciale utilizzato:

M (CH₃COOH) = n (CH₃COOH) / V_aceto = 2,92 x 10^-3mol / 0,003L = 0,973 mol/L.

Dalla concentrazione molare si può passare alla concentrazione in g/l, moltiplicandola per la massa molecolare dell’acido acetico (PM CH₃COOH = 60g/mol):

C_g/L = M(CH₃COOH) x PM(CH₃COOH) = 0,973mol/L x 60g/mol = 58,4g/L.

Calcolo dell’errore assoluto sulla concentrazione in g/l:

Si determina la deviazione standard del volume di idrossido di sodio utilizzato nelle tre titolazioni al fine di valutare la riproducibilità della misura:

 

L’errore relativo sul volume di idrossido di sodio risulta quindi:

E_r  =  σ_VNaOH  /  V_NaOH = 0,3ml  /  29,2ml  ≈ 0,01

A questo punto è possibile calcolare l’incertezza assoluta sulla concentrazione in g/l:

ΔC = C_g/L x E_r = 58,4 g/L x 0,01 = 0,6 g/L

Il risultato finale, compreso di incertezza assoluta, è dunque:

C_g/L = (58,4 ± 0,6) g/L

Conclusione:

L’obiettivo dell’esperienza era determinare la concentrazione di acido acetico presente in un campione di aceto di vino commerciale tramite una titolazione acido-base, utilizzando come titolante una soluzione a concentrazione nota di idrossido di sodio.

Dall’analisi dei dati raccolti nelle tre misurazioni effettuate, si è riscontrata una buona precisione nella riproducibilità della misura, come dimostrato dal contenuto valore dell’incertezza sperimentale del volume medio di viraggio (V_NaOH = 29,2ml), determinata tramite la deviazione standard (σ = 0,3ml). La minima discrepanza tra le tre misurazioni può essere attribuita a piccoli errori sperimentali, come la sensibilità visiva dell’esecutore nel cogliere l’istante esatto del punto di viraggio o la precisione nella lettura della scala graduata della buretta, che deve essere effettuata mettendo gli occhi allo stesso livello del liquido e leggendo il valore in corrispondenza del menisco inferiore.

In conclusione, è possibile dire che la concentrazione in g/l di acido acetico riscontrata nell’aceto di vino commerciale usato come campione (58,4 ± 0,6) g/l = (5,84 ± 0,06) g/dl rientra nei parametri stabiliti dalla normativa italiana ed europea, la quale stabilisce un range di riferimento tra 5 e 12 grammi su 100ml.