Dove viene utilizzata la titolazione nell'industria?

Immagina di appartenere a un club di scienze in cui le persone a cui piace discutere di chimica viaggiano invariabilmente a tre. Sai quanti terzetti, e quindi persone, include il tuo club. Il tuo club ha pianificato un evento sociale imminente con un gruppo simile in tutta la città, tranne per il fatto che questo gruppo discute di fisica e invia sempre i membri a due (coppie) anziché a tre.

Al prossimo evento, sai che il tuo gruppo e il gruppo di fisica si incontreranno in un centro congressi del centro e si accoppiano casualmente per gruppo, non di persona.

Sfortunatamente, il gruppo di fisica è disorganizzato e non può dirti in anticipo quante persone, e quindi coppie, manderanno all'evento. Potrebbe essere troppi, troppo pochi o solo la quantità giusta per il numero di trii chimici che intendi fornire.

Puoi permettere ai tuoi amici della chimica di filtrare nel centro congressi e fare coppia con i duetti di fisica fino a quando questo non è più possibile perché uno o entrambi i gruppi esauriscono i set spaiati e viene alzata una bandiera rossa al porta.

Potresti riconoscere che se tieni traccia di quanti abbinamenti hanno preso parte i tuoi trii, puoi calcolare quante coppie, e quindi persone, il gruppo di fisica ha offerto (almeno). Questa è l'essenza di titolazione chimica, un processo necessario in una vasta gamma di industrie, e l'analogia diventerà presto chiara grazie a quelle persone intelligenti della chimica!

Data la scala della titolazione nell'industria, è importante sapere cosa c'è a livello di chimica.

La titolazione è il nome di una reazione programmata destinata a determinare il concentrazione di una soluzione con composizione nota. Una soluzione chiamata a titolante (un reagente) con una composizione nota con precisione e concentrazione viene aggiunta lentamente alla soluzione di concentrazione sconosciuta (che diventa l'altro reagente).

La chiave è anche sapere come interagiscono le molecole che formano le rispettive soluzioni in termini di rapporti molari. Ad esempio, nella titolazione di un volume noto di acido acetico di concentrazione sconosciuta con idrossido di sodio (mostrato di seguito solo come ione idrossido OH⁻), si forma gradualmente lo ione acqua e acetato:

CH₃CO₂H + OH⁻CH₃CO₂⁻ + H₂oh
Se conosci la concentrazione di idrossido di sodio aggiunto, puoi determinare il numero di moli di acido consumate in una serie di calcoli complicati ma diretti. Pensa a come questo si collega allo scenario descritto nell'introduzione.

Varie procedure di titolazione industriale sono utilizzate nell'industria farmaceutica. Questi tipi di titolazione includono:

• Analisi della purezza, in cui vengono spesso utilizzate titolazioni acido-base. Un buon esempio è il controllo della purezza dell'efedrina, che si trova in alcuni sciroppi per la tosse. Un acido chiamato acido perclorico viene utilizzato come titolante in questa reazione.

• Analisi del contenuto, in cui le reazioni redox (ossidazione-riduzione) vengono utilizzate per stabilire la purezza delle materie prime, comprese le sostanze leganti nei farmaci orali, piuttosto che il prodotto finale stesso.

• Titolazioni per precipitazione, che danno luogo alla formazione di un prodotto solido. Un esempio è il farmaco antimicotico clotrimazolo.

• La titolazione pH-stat, che viene utilizzato per determinare l'acidità dei farmaci, controllare la purezza degli enzimi prodotti e studiare la velocità e altre caratteristiche delle reazioni chimiche rilevanti.

Nell'industria enologica, dove la qualità e quindi la precisione chimica sono fondamentali, la titolazione viene utilizzata per determinare l'acidità in più modi e anche per valutare il contenuto di anidride solforosa.

Sebbene tecniche avanzate come la gascromatografia o la cromatografia liquida di solito non siano disponibili per la maggior parte delle cantine per ragioni pratiche, la titolazione è comunque fondamentale per garantire la consistenza dei prodotti venduto.