- Was ist der Äquivalenzpunkt?
- Letzter Punkt
- Äquivalenzpunkt der Titration einer starken Säure mit einer starken Base
- Schwache säurestarke Basentitrationskurve
- Stufen
- Auswahl des Indikators nach dem Äquivalenzpunkt
- Verweise
Der Äquivalenzpunkt ist der, an dem zwei Chemikalien vollständig reagiert haben. Bei Säure-Base-Reaktionen zeigt dieser Punkt an, wann eine gesamte Säure oder Base neutralisiert wurde. Dieses Konzept ist das tägliche Brot und die Menge volumetrischer Titrationen oder Bewertungen und wird durch einfache mathematische Berechnungen bestimmt.
Aber wie ist der Abschluss? Es ist ein Verfahren, bei dem ein Volumen einer Lösung bekannter Konzentration, Titriermittel genannt, vorsichtig zu einer Lösung unbekannter Konzentration gegeben wird, um ihre Konzentration zu erhalten.
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Durch die Verwendung eines pH-Indikators kann der Zeitpunkt ermittelt werden, zu dem die Titration endet. Der Indikator wird zu der Lösung hinzugefügt, die titriert wird, um die Konzentration zu quantifizieren, die bekannt sein soll. Ein Säure-Base-Indikator ist eine chemische Verbindung, deren Farbe von der Wasserstoffkonzentration oder dem pH-Wert des Mediums abhängt.
Die Farbverschiebung des Indikators gibt jedoch den Endpunkt der Titration an, nicht jedoch den Äquivalenzpunkt. Im Idealfall sollten beide Punkte zusammenfallen. In der Realität kann die Farbänderung jedoch innerhalb weniger Tropfen nach Abschluss der Säure- oder Basenneutralisation auftreten.
Was ist der Äquivalenzpunkt?
Eine Lösung einer Säure unbekannter Konzentration, die in einen Kolben gegeben wird, kann durch langsame Zugabe einer Natriumhydroxidlösung bekannter Konzentration unter Verwendung einer Bürette titriert werden.
Die Auswahl eines Indikators sollte so erfolgen, dass sich die Farbe an dem Punkt ändert, an dem die gleiche Menge an chemischen Äquivalenten der Titriermittellösung und der Lösung mit unbekannter Konzentration reagiert hat.
Dies ist der Äquivalenzpunkt, während der Punkt, an dem ein Indikator seine Farbe ändert, als Endpunkt bezeichnet wird, an dem die Titration endet.
Letzter Punkt
Die Ionisation oder Dissoziation des Indikators wird wie folgt dargestellt:
HIn + H 2 O <=> In - + H 3 O +
Und hat daher eine konstante Ka
Ka = /
Die Beziehung zwischen dem nicht dissoziierten Indikator (HIn) und dem dissoziierten Indikator (In - ) bestimmt die Farbe des Indikators.
Die Zugabe einer Säure erhöht die HIn-Konzentration und erzeugt die Indikatorfarbe 1. Währenddessen begünstigt die Zugabe einer Base eine Erhöhung der Konzentration des dissoziierten Indikators (In - ) (Farbe 2).
Es ist wünschenswert, dass der Äquivalenzpunkt mit dem Endpunkt übereinstimmt. Dazu wird ein Indikator mit einem Farbwechselintervall ausgewählt, der den Äquivalenzpunkt enthält. Außerdem wird versucht, Fehler zu reduzieren, die einen Unterschied zwischen dem Äquivalenzpunkt und dem Endpunkt erzeugen.
Die Standardisierung oder Titration einer Lösung ist ein Prozess, bei dem die genaue Konzentration einer Lösung bestimmt wird. Es ist methodisch ein Abschluss, aber die verfolgte Strategie ist anders.
Eine Lösung des Primärstandards wird in den Kolben gegeben und die zu standardisierende Titriermittellösung wird mit einer Bürette zugegeben.
Äquivalenzpunkt der Titration einer starken Säure mit einer starken Base
100 ml 0,1 M HCl werden in den Kolben gegeben und eine 0,1 M NaOH-Lösung wird allmählich durch eine Bürette zugegeben, um die pH-Änderungen der Lösung zu bestimmen, aus der die Salzsäure stammt.
Vor der Zugabe von NaOH beträgt der pH-Wert der HCl-Lösung zunächst 1.
Die starke Base (NaOH) wird zugegeben und der pH-Wert steigt allmählich an, es handelt sich jedoch immer noch um einen sauren pH-Wert, da überschüssige Säure diesen pH-Wert bestimmt.
Wenn weiterhin NaOH zugesetzt wird, kommt eine Zeit, in der der Äquivalenzpunkt erreicht ist und der pH-Wert neutral ist (pH = 7). Die Säure hat mit der verbrauchten Base reagiert, es ist jedoch noch keine überschüssige Base vorhanden.
Es überwiegt die Konzentration an Natriumchlorid, einem neutralen Salz (weder Na + noch Cl - werden hydrolysiert).
Wenn weiterhin NaOH zugesetzt wird, steigt der pH-Wert weiter an und wird aufgrund der vorherrschenden NaOH-Konzentration basischer als der Äquivalenzpunkt.
Idealerweise sollte die Farbänderung des Indikators bei pH = 7 auftreten; Aufgrund der scharfen Form der Titrationskurve kann jedoch Phenolphthalein verwendet werden, das sich bei einem pH-Wert um 8 in eine blassrosa Farbe ändert.
Schwache säurestarke Basentitrationskurve
Quelle: Quantumkinetics, aus Wikimedia Commons Die Titrationskurve für eine starke Säure mit einer starken Base ähnelt dem obigen Bild. Der einzige Unterschied zwischen den beiden Kurven besteht darin, dass die erste eine viel abruptere pH-Änderung aufweist. Während in der Titrationskurve einer schwachen Säure mit einer starken Base beobachtet werden kann, dass die Änderung allmählicher ist.
In diesem Fall wird eine schwache Säure wie Essigsäure (CH 3 COOH) mit einer starken Base, Natriumhydroxid (NaOH), titriert. Die Reaktion, die bei der Titration auftritt, kann wie folgt beschrieben werden:
NaOH + CH 3 COOH => CH 3 COO - Na + + H 2 O.
In diesem Fall wird der Acetatpuffer mit einem pKa = 4,74 gebildet. Der gepufferte Bereich ist in der leichten und fast nicht wahrnehmbaren Änderung vor pH 6 zu sehen.
Der Äquivalenzpunkt liegt, wie das Bild zeigt, bei 8,72 und nicht bei 7. Warum? Weil CH 3 COO - ein Anion ist, das nach der Hydrolyse OH - erzeugt , das den pH-Wert bestimmt:
CH 3 COO - + H 2 O CH 3 COOH + OH -
Stufen
Die Titration von Essigsäure durch Natriumhydroxid kann zur Analyse in 4 Stufen unterteilt werden.
- Bevor mit der Zugabe der Base (NaOH) begonnen wird, ist der pH-Wert der Lösung sauer und hängt von der Dissoziation der Essigsäure ab.
- Wenn Natriumhydroxid zugesetzt wird, wird die Acetatpufferlösung gebildet, aber auf die gleiche Weise nimmt die Bildung der Acetatkonjugatbase zu, was eine Erhöhung des pH-Werts der Lösung mit sich bringt.
-Der pH-Wert des Äquivalenzpunkts liegt bei einem pH-Wert von 8,72, der offen gesagt alkalisch ist.
Der Äquivalenzpunkt hat keinen konstanten Wert und variiert in Abhängigkeit von den an der Titration beteiligten Verbindungen.
- Wenn Sie nach Erreichen des Äquivalenzpunkts mit der Zugabe von NaOH fortfahren, steigt der pH-Wert aufgrund eines Überschusses an Natriumhydroxid an.
Auswahl des Indikators nach dem Äquivalenzpunkt
Phenolphthalein ist nützlich bei der Bestimmung des Äquivalenzpunkts bei dieser Titration, da sein Farbwendepunkt bei einem pH-Wert um 8 liegt, der in die pH-Zone der Essigsäuretitration fällt, die den Punkt enthält Äquivalenz (pH = 8,72).
Andererseits ist Methylrot zur Bestimmung des Äquivalenzpunktes nicht nützlich, da es seine Farbe im pH-Bereich von 4,5 bis 6,4 ändert.
Verweise
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