ЩО ТАКЕ ТОЧКА ЕКВІВАЛЕНТНОСТІ І ДЛЯ ЧОГО ЦЕ? - ХІМІЯ - 2025

Точка еквівалентності полягає в тому, коли дві хімічні речовини повністю прореагували. У кислотно-лужних реакціях ця точка вказує, коли була нейтралізована вся кислота або основа. Ця концепція є щоденним хлібом і маслом об'ємних титрувань або оцінок і визначається простими математичними розрахунками.

Але що таке ступінь? Це процес, при якому до розчину невідомої концентрації обережно додають об'єм розчину відомої концентрації, який називається титрантом, щоб отримати його концентрацію.

Джерело: Pixabay

Використання показника pH дозволяє дізнатися момент закінчення титрування. Індикатор додається до розчину, який титрують, для кількісної оцінки концентрації, яку бажано знати. Кислотно-лужний індикатор - це хімічна сполука, колір якої залежить від концентрації водню або рН середовища.

Однак зміна кольору індикатора вказує на кінцеву точку титрування, але не на точку еквівалентності. В ідеалі обидві точки повинні збігатися; але насправді зміна кольору може відбутися протягом декількох крапель після завершення нейтралізації кислотою або основою.

Що таке точка еквівалентності?

Розчин кислоти невідомої концентрації, поміщений у колбу, можна титрувати повільним додаванням розчину гідроксиду натрію відомої концентрації за допомогою бюретки.

Вибір індикатора повинен здійснюватися таким чином, щоб він змінив колір у той момент, коли однакова кількість хімічних еквівалентів розчину титранту та розчину невідомої концентрації прореагувала.

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

Заключний пункт

Іонізація або дисоціація індикатора представлена ​​так:

HIn + H ₂ O <=> В ^- + Н ₃ О ⁺

І тому має постійну Ка

Ка = /

Взаємозв'язок між нероз'єднаним індикатором (HIn) та дисоційованим індикатором (In ^- ) визначає колір індикатора.

Додавання кислоти збільшує концентрацію HIn та створює колір індикатора 1. Тим часом додавання бази сприяє збільшенню концентрації дисоційованого індикатора (В ^- ) (колір 2).

Бажано, щоб точка еквівалентності відповідала кінцевій точці. Для цього вибирається індикатор з інтервалом зміни кольору, що включає точку еквівалентності. Крім того, він намагається зменшити будь-які помилки, які створюють різницю між точкою еквівалентності та кінцевою точкою.

Стандартизація або титрування розчину - це процес, де визначається точна концентрація розчину. Це методологічно ступінь, але наступна стратегія відрізняється.

Розчин первинного стандарту поміщають у колбу, а титруючий розчин, який стандартизується, додають бюретом.

Точка еквівалентності титрування сильної кислоти з сильною основою

100 мл 0,1 М HCl поміщають у колбу, а через бюретку поступово додають 0,1 М розчин NaOH, визначаючи зміни рН розчину, який походить соляної кислоти.

Спочатку перед додаванням NaOH рН розчину HCl становить 1.

Сильна основа (NaOH) додається і рН поступово збільшується, але це все ще кислий pH, оскільки надлишок кислоти визначає цей pH.

Якщо NaOH продовжують додавати, настає час, коли буде досягнута точка еквівалентності, коли рН нейтральний (pH = 7). Кислота вступила в реакцію з спожитою основою, але надлишкової основи поки немає.

Переважає концентрація хлориду натрію, яка є нейтральною сіллю (ні Na ^+, ні Cl ^- не гідролізуються).

Якщо NaOH продовжують додавати, рН продовжує зростати, стаючи більш базовим, ніж точка еквівалентності, завдяки переважній концентрації NaOH.

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

Крива слабкого кислотно-сильного титрування основи

Джерело: Quantumkinetics, від Wikimedia Commons Крива титрування для сильної кислоти з сильною основою схожа на зображення, наведене вище. Єдина відмінність між двома кривими полягає в тому, що перша має набагато більш різку зміну pH; тоді як в кривій титрування слабкої кислоти з сильною основою можна помітити, що зміна є поступовою.

У цьому випадку слабку кислоту, таку як оцтова кислота (CH ₃ COOH), титрують сильною основою, гідроксидом натрію (NaOH). Реакцію, що відбувається при титруванні, можна окреслити так:

NaOH + CH ₃ COOH => CH ₃ COO ^- Na ⁺ + H ₂ O

У цьому випадку утворюється ацетатний буфер з рКа = 4,74. Буферна область може бути помітна в незначній і майже непомітній зміні до рН 6.

Точка еквівалентності, як показує зображення, становить приблизно 8,72, а не 7. Чому? Оскільки CH ₃ COO ^- це аніон, який після гідролізу утворює ОН ^- , що засновує рН:

CH ₃ COO ^- + H ₂ O <=> CH ₃ COOH + OH ^-

Етапи

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

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

-Якщо додається гідроксид натрію, утворюється буферний розчин ацетату, але таким же чином збільшується освіта кон'югату ацетатної основи, що приносить із собою підвищення рН розчину.

-РН точки еквівалентності відбувається при рН 8,72, що відверто лужно.

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

-При продовженні додавання NaOH після досягнення точки еквівалентності рН збільшується через надлишок гідроксиду натрію.

Вибір індикатора відповідно до точки еквівалентності

Фенолфталеїн є корисним для визначення точки еквівалентності в цьому титруванні, оскільки він має свою кольорову точку повороту при рН близько 8, що потрапляє в зону рН титрування оцтової кислоти, що включає точку еквівалентність (pH = 8,72).

З іншого боку, метиловий червоний не корисний для визначення точки еквівалентності, оскільки змінює колір у діапазоні pH від 4,5 до 6,4.

Список літератури

1. Вікіпедія. (2018). Точка еквівалентності Відновлено з: es.wikipedia.org
2. Гельменстін, Анна Марі, к.т.н. (22 червня 2018 р.). Визначення точки еквівалентності. Відновлено з: thinkco.com
3. Лусі Мадіша. (16 квітня 2018 р.). Різниця між кінцевою точкою та точкою еквівалентності. » DifferenceBet Between.net. Відновлено з: razlikabet između.net
4. Подивіться Дж. (2018). Точка еквівалентності: визначення та розрахунок. Відновлено з: study.com
5. Whitten, KW, Davis, RE, Peck, LP & Stanley, GG Chemistry. (2008) Восьме видання. Cengage Learning Editors.