Vad är ekvivalenspunkten och vad är den för?

3331
Simon Doyle

De Ekvivalenspunkten Det är en där två kemiska ämnen har reagerat helt. I syrabasreaktioner indikerar denna punkt när en hel syra eller bas har neutraliserats. Detta koncept är det dagliga brödet för titreringen eller volymetriska värderingar och bestäms med enkla matematiska beräkningar.

Men vad är graden? Det är en process där en volym av en lösning med känd koncentration, kallad titrerande, försiktigt tillsätts till en lösning med okänd koncentration för att erhålla dess koncentration.

Källa: Pixabay

Användningen av en pH-indikator gör det möjligt att känna till det ögonblick då titreringen slutar. Indikatorn läggs till i lösningen som titreras för att göra kvantifiering av den koncentration som man önskar veta. En syrabasindikator är en kemisk förening vars färg beror på vätskekoncentrationen eller mediumets pH..

Emellertid indikerar färgförskjutningen av indikatorn slutpunkten för titreringen, men inte ekvivalenspunkten. Helst bör båda punkterna sammanfalla; men i verkligheten kan färgförändringen inträffa inom några få droppar efter att neutraliseringen av syran eller basen har fullbordats..

Artikelindex

  • 1 Vad är ekvivalenspunkten?
    • 1.1 Slutpunkt
  • 2 Ekvivalenspunkt för titreringen av en stark syra med en stark bas
  • 3 Svag syrastark bastitreringskurva
    • 3.1 Steg
    • 3.2 Val av indikator enligt ekvivalenspunkten
  • 4 Referenser

Vad är ekvivalenspunkten?

En lösning av en syra med okänd koncentration placerad i en kolv kan titreras genom att långsamt tillsätta en natriumhydroxidlösning med känd koncentration med användning av en burett..

Valet av en indikator bör göras på ett sådant sätt att den ändrar färg vid den punkt där samma mängd kemiska ekvivalenter av titreringslösningen och lösningen med okänd koncentration har reagerat..

Detta är ekvivalenspunkten, medan den punkt vid vilken en indikator byter färg kallas slutpunkten, där titreringen slutar..

Sista punkten

Joniseringen eller dissociationen av indikatorn representeras enligt följande:

H + HtvåELLER   <=>  I-      +       H3ELLER+

Och har därför en konstant Ka

Ka = [H3ELLER+] [I-] / [HIn]

Förhållandet mellan den undissocierade indikatorn (HIN) och den dissocierade indikatorn (In-) bestämmer färg på indikatorn.

Tillsatsen av en syra ökar HIN-koncentrationen och ger indikatorfärg 1. Samtidigt gynnar tillsatsen av en bas en ökning av koncentrationen av den dissocierade indikatorn (In-) (färg 2).

Det är önskvärt att ekvivalenspunkten matchar slutpunkten. För att göra detta väljs en indikator med ett färgbytesintervall som inkluderar ekvivalenspunkten. Dessutom försöker den minska eventuella fel som ger skillnad mellan ekvivalenspunkten och slutpunkten.

Standardiseringen eller titreringen av en lösning är en process där den exakta koncentrationen av en lösning bestäms. Det är metodiskt en grad, men den strategi som följs är annorlunda.

En lösning av den primära standarden placeras i kolven och titreringslösningen som standardiseras tillsätts med en buret..

Ekvivalenspunkt för titreringen av en stark syra med en stark bas

100 ml 0,1 M HCl placeras i kolven och en 0,1 M NaOH-lösning tillsättes gradvis genom en burett för att bestämma pH-förändringarna för den lösning som kommer från saltsyran.

Inledningsvis före tillsats av NaOH är pH i HCl-lösningen 1.

Den starka basen (NaOH) tillsätts och pH ökar gradvis, men det är fortfarande ett surt pH, eftersom överskott av syra bestämmer detta pH.

Om du fortsätter att lägga till NaOH kommer det en tid då ekvivalenspunkten uppnås, där pH är neutralt (pH = 7). Syran har reagerat med att basen konsumeras, men det finns inget överskott av bas ännu.

Koncentrationen av natriumklorid, som är ett neutralt salt (eller Na+ inte heller Cl- hydrolysera).

Om du fortsätter att tillsätta NaOH fortsätter pH att öka och blir mer grundläggande än ekvivalenspunkten, eftersom koncentrationen av NaOH dominerar..

Helst bör färgändringen på indikatorn ske vid pH = 7; men på grund av titreringskurvens skarpa form kan fenolftalein användas som ändras till en ljusrosa färg vid ett pH runt 8.

Svag syrastark bastitreringskurva

Källa: Quantumkinetics [CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)], från Wikimedia Commons
Titreringskurvan för en stark syra med en stark bas liknar bilden ovan. Den enda skillnaden mellan båda kurvorna är att den första har en mycket mer plötslig förändring av pH; medan det i titreringskurvan för en svag syra med en stark bas kan observeras att förändringen är mer gradvis.

I detta fall är en svag syra, såsom ättiksyra (CH3COOH) med en stark bas, natriumhydroxid (NaOH). Reaktionen som inträffar vid titreringen kan beskrivas enligt följande:

NaOH + CH3COOH => CH3KUTTRA-Na+    +       HtvåELLER

I detta fall bildas acetatbufferten med en pKa = 4,74. Den buffrade regionen kan ses i den lilla och nästan omärkliga förändringen före pH 6.

Likvärdighetspunkten, som bilden antyder, ligger runt 8,72 och inte 7. Varför? Eftersom CH3KUTTRA- är en anjon som efter hydrolysering genererar OH-, som baserar pH:

CH3KUTTRA-       +       HtvåELLER <=> CH3COOH + OH-

Stadier

Titreringen av ättiksyra med natriumhydroxid kan delas in i fyra steg för analys.

-Innan du börjar tillsätta basen (NaOH) är lösningens pH surt och beror på dissociationen av ättiksyra.

-När natriumhydroxid tillsätts bildas acetatbuffertlösningen, men på samma sätt ökar bildningen av acetatkonjugatbasen, vilket medför en ökning av lösningens pH..

-Ekvivalenspunkten pH uppträder vid ett pH av 8,72, vilket är uppriktigt sagt alkaliskt..

Ekvivalenspunkten har inte ett konstant värde och varierar beroende på de föreningar som är involverade i titreringen..

-När du fortsätter att tillsätta NaOH, efter att ha nått ekvivalenspunkten, ökar pH på grund av ett överskott av natriumhydroxid.

Val av indikator enligt ekvivalenspunkten

Fenolftalein är användbart för att bestämma ekvivalenspunkten i denna titrering, eftersom den har sin färgvändpunkt vid ett pH runt 8, vilket faller i pH-zonen för ättiksyra titrering som inkluderar punktekvivalensen (pH = 8,72).

Å andra sidan är metylrött inte användbart för att bestämma ekvivalenspunkten, eftersom det ändrar färg i pH-intervallet 4,5 till 6,4.

Referenser

  1. Wikipedia. (2018). Ekvivalenspunkten. Återställd från: es.wikipedia.org
  2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 juni 2018). Definition av ekvivalenspunkt. Återställd från: thoughtco.com
  3. Lusi Madisha. (16 april 2018). Skillnaden mellan slutpunkt och ekvivalenspunkt. " DifferenceBetween.net. Återställd från: differencebetween.net
  4. Se J. (2018). Ekvivalenspunkt: Definition och beräkning. Återställd från: study.com
  5. Whitten, K. W., Davis, R. E., Peck, L. P. & Stanley, G. G. Chemistry. (2008) Åttonde upplagan. Cengage Learning Editors.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.