Čo je to bod ekvivalencie a na čo slúži?

bod ekvivalencie je látka, v ktorej dve chemikálie úplne reagovali. V acidobázických reakciách tento bod označuje, kedy bola neutralizovaná celá kyselina alebo zásada. Tento koncept je denným chlebom titrácií alebo objemových hodnotení a je určený jednoduchými matematickými výpočtami.

Ale aký je stupeň? Je to proces, pri ktorom sa opatrne pridá roztok roztoku so známou koncentráciou, nazývaný titrant, do roztoku s neznámou koncentráciou, aby sa dosiahla jeho koncentrácia..

Použitie pH indikátora umožňuje poznať moment, v ktorom titrácia končí. Indikátor sa pridá k roztoku, ktorý sa titruje, aby sa dosiahla kvantifikácia koncentrácie, ktorú chcete vedieť. Indikátor kyslej bázy je chemická zlúčenina, ktorej farba závisí od koncentrácie vodíka alebo pH média.

Farebný posun indikátora však ukazuje na koncový bod titrácie, ale nie na bod ekvivalencie. V ideálnom prípade sa musia zhodovať oba body; ale v skutočnosti môže zmena farby nastať niekoľko kvapiek po dokončení neutralizácie kyseliny alebo zásady.

index

• 1 Čo je bod ekvivalencie??
  • 1.1 Koncový bod
• 2 Bod ekvivalencie titrácie silnej kyseliny so silnou bázou
• 3 Slabá krivka titrácie kyseliny - silná báza
  • 3.1 Fázy
  • 3.2 Výber indikátora podľa bodu ekvivalencie
• 4 Odkazy

Čo je bod ekvivalencie?

Roztok kyseliny neznámej koncentrácie umiestnený v banke sa môže titrovať pomalým pridávaním roztoku hydroxidu sodného so známou koncentráciou s použitím byrety..

Výber indikátora by sa mal vykonať tak, aby sa zmenila farba v bode, keď zreagovalo rovnaké množstvo chemických ekvivalentov titračného roztoku a roztoku s neznámou koncentráciou..

Toto je bod ekvivalencie, zatiaľ čo bod, v ktorom indikátor mení farbu, sa nazýva koncový bod, kde titrácia končí.

Koncový bod

Ionizácia alebo disociácia indikátora je znázornená nasledovne: \ t

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

A preto má konštantný Ka

Ka = [H₃O⁺] [In^-] / [HIn]

Vzťah medzi nedisociovaným indikátorom (HIn) a disociovaným indikátorom (In^-) určuje farbu indikátora.

Pridanie kyseliny zvyšuje koncentráciu HIn a vytvára farbu 1 indikátora. Pridanie bázy zatiaľ podporuje zvýšenie koncentrácie disociovaného indikátora (In^-) (farba 2).

Je žiaduce, aby sa bod ekvivalencie zhodoval s koncovým bodom. Na tento účel sa zvolí indikátor s intervalom zmeny farby, ktorý obsahuje bod ekvivalencie. Okrem toho ide o zníženie akejkoľvek chyby, ktorá vytvára rozdiel medzi bodom ekvivalencie a koncovým bodom.

Štandardizácia alebo vyhodnotenie roztoku je proces, pri ktorom sa stanoví presná koncentrácia roztoku. Je to metodologicky určitý stupeň, ale stratégia je iná.

Roztok primárneho štandardu sa umiestni do banky a roztok titrantu, ktorý sa štandardizuje, sa pridá s byretou..

Ekvivalentný bod titrácie silnej kyseliny so silnou bázou

Do banky sa umiestni 100 ml 0,1 M HCl a pomocou byrety sa postupne pridá roztok 0,1 M NaOH, pričom sa určia zmeny pH roztoku, ktorý pochádza z kyseliny chlorovodíkovej.

Najskôr pred pridaním NaOH je pH roztoku HCl 1.

Pridá sa silná báza (NaOH) a pH sa postupne zvyšuje, ale stále je to kyslé pH, pretože prebytok kyseliny určuje toto pH..

Ak budete pokračovať v pridávaní NaOH, nastane čas, keď sa dosiahne bod ekvivalencie, kde je pH neutrálne (pH = 7). Kyselina reagovala so spotrebovanou bázou, ale ešte nie je nadbytok bázy.

Prevažne koncentrácia chloridu sodného, ​​ktorý je neutrálnou soľou (ani Na⁺ ani Cl^- hydrolyzujú).

Ak sa ďalej pridáva NaOH, pH sa stále zvyšuje a stáva sa bázickejším ako bod ekvivalencie, pretože prevláda koncentrácia NaOH.

V ideálnom prípade by sa mala zmeniť farba indikátora pri pH = 7; ale kvôli náhlemu tvaru titračnej krivky sa môže použiť fenolftaleín, ktorý sa mení na svetloružovú farbu pri pH okolo 8.

Slabá kyslá titračná krivka - silná báza

Titračná krivka silnej kyseliny so silnou bázou je podobná krivke na obrázku vyššie. Jediným rozdielom medzi týmito dvoma krivkami je, že prvá má oveľa rýchlejšiu zmenu pH; keďže v titračnej krivke slabej kyseliny so silnou bázou je možné pozorovať, že zmena je postupnejšia.

V tomto prípade sa slabá kyselina titruje, ako napríklad kyselina octová (CH₃COOH) so silnou bázou, hydroxidom sodným (NaOH). Reakcia, ktorá nastane v titrácii, môže byť schematicky znázornená nasledujúcim spôsobom:

NaOH + CH₃COOH => CH₃COO^-na⁺    +       H₂O

V tomto prípade sa roztok acetátového pufra vytvorí s pKa = 4,74. Polstrovaná oblasť je viditeľná pri miernej a takmer nepostrehnuteľnej zmene pred pH 6.

Bod ekvivalencie, ako ukazuje obrázok, je okolo 8,72 a nie 7. Prečo? Pretože CH₃COO^- je anión, ktorý po hydrolýze vytvára OH^-, ktoré zalkalizujú pH:

CH₃COO^-       +       H₂O <=> CH₃COOH + OH^-

stupňa

Titráciu kyseliny octovej hydroxidom sodným je možné rozdeliť do 4 stupňov na analýzu.

-Pred začatím pridávania bázy (NaOH) je pH roztoku kyseliny a závisí od disociácie kyseliny octovej.

-Po pridaní hydroxidu sodného sa vytvorí acetátový tlmivý roztok, ale rovnakým spôsobom sa zvýši tvorba acetátovej bázy konjugátu, čo spôsobí zvýšenie pH roztoku..

-Hodnota pH bodu ekvivalencie nastáva pri pH 8,72, čo je úprimne alkalické.

Bod ekvivalencie nemá konštantnú hodnotu a mení sa v závislosti od zlúčenín zúčastnených na titrácii.

-Pokračovaním v pridávaní NaOH po dosiahnutí bodu ekvivalencie sa pH zvýši v dôsledku nadbytku hydroxidu sodného.

Výber indikátora podľa bodu ekvivalencie

Fenolftaleín je užitočný pri stanovení bodu ekvivalencie v tejto titrácii, pretože má bod zmeny farby pri pH okolo 8, ktorý spadá do pH zóny titrácie kyseliny octovej, ktorá obsahuje bod ekvivalencie (pH = 8,72).

Na druhej strane, metylčervená nie je užitočná pri stanovení bodu ekvivalencie, pretože mení farbu v rozsahu pH 4,5 až 6,4..

referencie

1. Wikipedia. (2018). Bod ekvivalencie. Zdroj: en.wikipedia.org
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22. júna 2018). Definícia bodu ekvivalencie. Zdroj: thinkco.com
3. Lusi Madisha. (16. apríl 2018). Rozdiel medzi koncovým bodom a bodom ekvivalencie. “DifferenceBetween.net. Citované z: differencebetween.net
4. Look J. (2018). Bod ekvivalencie: Definícia a výpočet. Zdroj: study.com
5. Whitten, K. W., Davis, R.E., Peck, L. P. a Stanley, G.G. Chemistry. (2008) Ôsme vydanie. Cengage Učenie Editors.