Яка точка еквівалентності і для чого вона?

The точка еквівалентності це таке, в якому дві хімічні реагували повністю. У кислотно-основних реакціях ця точка вказує на те, коли цілу кислоту або основу нейтралізують. Це поняття є щоденним хлібом титрувань або об'ємних оцінок, і визначається простими математичними розрахунками.

Але яка ступінь? Це процес, в який обережно додають об'єм розчину відомої концентрації, званий титрантом, до розчину невідомої концентрації, щоб отримати його концентрацію..

Використання індикатора рН дозволяє дізнатися момент, в який закінчується титрування. Індикатор додають до розчину, який титрують, для кількісного визначення концентрації, яку потрібно знати. Кислотно-основний показник - це хімічна сполука, колір якої залежить від концентрації водню або pH середовища.

Однак зміщення кольору індикатора вказує на кінцеву точку титрування, але не на точку еквівалентності. В ідеалі обидві точки повинні збігатися; але насправді, зміна кольору може відбуватися кілька крапель після нейтралізації кислоти або основи завершено.

Індекс

• 1 Яка точка еквівалентності??
  • 1.1 Кінцева точка
• 2 Точка еквівалентності титрування сильної кислоти з сильним підставою
• 3 Крива титрування слабкої кислоти - сильна основа
  • 3.1 Етапи
  • 3.2 Вибір показника за точкою еквівалентності
• 4 Посилання

Яка точка еквівалентності?

Розчин кислоти невідомої концентрації, поміщений в колбу, можна титрувати повільно додаванням розчину гідроксиду натрію відомої концентрації з використанням бюретки..

Вибір індикатора повинен бути зроблений таким чином, що він змінює колір в точці, коли одна і та ж кількість хімічних еквівалентів розчину титранта і розчин невідомої концентрації прореагували.

Це точка еквівалентності, тоді як точка, в якій індикатор змінює колір, називається кінцевою точкою, де закінчується титрування.

Кінцева точка

Іонізація або дисоціація індикатора представлена ​​наступним чином:

HIn + H₂O   <=>  В^-      +       H₃O⁺

І тому має постійну Ka

Ka = [H₃O⁺] [В^-] / [HIn]

Взаємозв'язок між недисоциированним індикатором (HIn) і дисоційованим індикатором (In^-) визначає колір індикатора.

Додавання кислоти підвищує концентрацію HIn і дає колір 1 індикатора. Тим часом додавання підстави сприяє збільшенню концентрації дисоційованого індикатора (In^-) (колір 2).

Бажано, щоб точка еквівалентності збігалася з кінцевою точкою. Для цього вибирається індикатор з інтервалом зміни кольору, що включає в себе точку еквівалентності. Крім того, мова йде про зниження будь-якої помилки, яка виробляє різницю між точкою еквівалентності і кінцевою точкою.

Стандартизація або оцінка розчину є процесом, в якому визначається точна концентрація розчину. Це методологічно ступінь, але стратегія слідує.

Розчин первинного стандарту поміщають у колбу, а титрувальний розчин, який стандартизують, додають з бюреткою..

Точка еквівалентності титрування сильної кислоти з сильним підставою

100 мл 0,1 М HCl поміщають в колбу і 0,1 М розчин NaOH поступово додають за допомогою бюретки, визначаючи зміни рН розчину, який походить з соляної кислоти.

Спочатку перед додаванням NaOH рН розчину HCl дорівнює 1.

Додають сильну основу (NaOH) і поступово підвищують рН, але все ще залишається кислим рН, оскільки надмірна кислота визначає цей рН.

Якщо продовжити додавання NaOH, настає момент, коли точка еквівалентності досягається, де pH є нейтральним (pH = 7). Кислота відреагувала з споживаною основою, але підстави поки що немає.

Переважно концентрація хлориду натрію, яка є нейтральною сіллю (ні Na⁺ ні Cl^- гідролізувати).

Якщо NaOH продовжує додаватися, рН продовжує зростати, стаючи більш основним, ніж точка еквівалентності, оскільки концентрація NaOH переважає.

В ідеалі зміна кольору індикатора має відбуватися при рН = 7; але через різку форму кривої титрування можна використовувати фенолфталеїн, який змінюється до блідо-рожевого кольору при рН близько 8.

Крива слабкого титрування кислот - сильна основа

Крива титрування сильної кислоти з сильним підставою аналогічна кривій на зображенні вище. Єдина різниця між цими двома кривими полягає в тому, що перша має набагато більш різку зміну рН; тоді як на кривій титрування слабкої кислоти з сильною основою можна спостерігати, що зміна є більш поступовою.

У цьому випадку титрують слабку кислоту, таку як оцтова кислота (СН₃СООН) з сильним підставою, гідроксидом натрію (NaOH). Реакція, що відбувається при титруванні, може бути схематизована наступним чином:

NaOH + СН₃СООН => СН₃COO^-Na⁺    +       H₂O

У цьому випадку ацетатний буферний розчин утворюється з pKa = 4,74. Амортизовану область можна побачити в незначних і майже непомітних змінах до рН 6.

Точка еквівалентності, як зображено на зображенні, становить близько 8,72, а не 7. Чому? Тому що СН₃COO^- являє собою аніон, який після гідролізу генерує ОН^-, які засновують рН:

CH₃COO^-       +       H₂O <=> CH₃СООН + OH^-

Етапи

Титрування оцтової кислоти гідроксидом натрію можна розділити на 4 стадії для аналізу.

-Перед початком додавання підстави (NaOH) рН розчину є кислотою і залежить від дисоціації оцтової кислоти.

-Як додають гідроксид натрію, утворюється ацетатний буфер, але таким же чином збільшується утворення підстави кон'югату ацетату, що призводить до збільшення рН розчину..

-Значення рН точки еквівалентності відбувається при рН 8,72, що є відверто лужним.

Точка еквівалентності не має постійної величини і змінюється в залежності від сполук, що беруть участь у титруванні.

-Продовжуючи додавання NaOH, після досягнення точки еквівалентності, рН зростає за рахунок надлишку гідроксиду натрію.

Вибір індикатора відповідно до точки еквівалентності

Фенолфталеїн корисний при визначенні точки еквівалентності в цьому титруванні, оскільки він має зміну точки кольору при рН близько 8, який потрапляє в зону рН титрування оцтової кислоти, що включає точку еквівалентності (рН = 8,72).

З іншого боку, метиловий червоний не є корисним при визначенні точки еквівалентності, оскільки він змінює колір у діапазоні рН від 4,5 до 6,4..

Список літератури

1. Вікіпедія. (2018). Точка еквівалентності. Отримано з: en.wikipedia.org
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 червня 2018). Визначення точки еквівалентності. Отримано з: thoughtco.com
3. Лусі Мадіша. (16 квітня 2018). Різниця між кінцевою точкою та точкою еквівалентності. "DifferenceBetween.net. Отримано з: differencebetween.net
4. Look J. (2018). Точка еквівалентності: визначення та обчислення. Отримано з: study.com
5. Whitten, K. W., Davis, R.E., Peck, L.P. and Stanley, G.G. (2008) восьме видання. Навчальні редактори Cengage.