Что такое точка эквивалентности и для чего она нужна?

точка эквивалентности это тот, в котором два химических вещества отреагировали полностью. В кислотно-основных реакциях эта точка указывает, когда вся кислота или основание были нейтрализованы. Эта концепция является ежедневным хлебом титрования или объемных оценок и определяется простыми математическими вычислениями..

Но какова степень? Это процесс, при котором осторожно добавляют объем раствора известной концентрации, называемого титрантом, к раствору неизвестной концентрации, чтобы получить его концентрацию..

Использование индикатора pH позволяет узнать момент окончания титрования. Индикатор добавляется к раствору, который титруется, чтобы определить количество концентрации, которую вы хотите знать. Кислотно-основной индикатор - это химическое соединение, цвет которого зависит от концентрации водорода или рН среды..

Однако изменение цвета индикатора указывает на конечную точку титрования, но не на точку эквивалентности. В идеале обе точки должны совпадать; но на самом деле изменение цвета может произойти через несколько капель после завершения нейтрализации кислоты или основания.

индекс

• 1 Что такое точка эквивалентности??
  • 1.1 Конечная точка
• 2 Точка эквивалентности титрования сильной кислоты с сильным основанием
• 3 Кривая слабого кислотного титрования - сильное основание
  • 3.1 Этапы
  • 3.2 Выбор индикатора по точке эквивалентности
• 4 Ссылки

Что такое точка эквивалентности?

Раствор кислоты неизвестной концентрации, помещенный в колбу, можно титровать, медленно добавляя раствор гидроксида натрия известной концентрации с использованием бюретки..

Выбор индикатора должен быть сделан таким образом, чтобы он менял цвет в точке, в которой прореагировало одинаковое количество химических эквивалентов раствора титранта и раствора неизвестной концентрации..

Это точка эквивалентности, в то время как точка, в которой индикатор меняет цвет, называется конечной точкой, где заканчивается титрование.

Конечная точка

Ионизация или диссоциация индикатора представлена ​​следующим образом:

HIn + H₂О   <=>  в^-      +       H₃О⁺

И, следовательно, имеет постоянную Ka

Ka = [H₃О⁺] [В^-] / [HIn]

Связь между недиссоциированным индикатором (HIn) и диссоциированным индикатором (In^-) определяет цвет индикатора.

Добавление кислоты увеличивает концентрацию HIn и дает цвет 1 индикатора. Между тем добавление основания способствует увеличению концентрации диссоциированного индикатора (В^-) (цвет 2).

Желательно, чтобы точка эквивалентности совпадала с конечной точкой. Для этого выбирается индикатор с интервалом изменения цвета, который включает точку эквивалентности. Кроме того, речь идет об уменьшении любой ошибки, которая приводит к разнице между точкой эквивалентности и конечной точкой.

Стандартизация или оценка раствора - это процесс, в котором определяется точная концентрация раствора. Это методологически степень, но используемая стратегия отличается.

Раствор первичного стандарта помещают в колбу и стандартизированный раствор титранта добавляют в бюретку..

Точка эквивалентности титрования сильной кислоты с сильным основанием

100 мл 0,1 М HCl помещают в колбу и постепенно добавляют 0,1 М раствор NaOH с помощью бюретки, определяя изменения рН раствора, который образуется соляной кислоты.

Первоначально перед добавлением NaOH pH раствора HCl составляет 1.

Добавляется сильное основание (NaOH), и pH постепенно увеличивается, но это все еще кислый pH, поскольку избыток кислоты определяет этот pH..

Если вы продолжаете добавлять NaOH, наступает момент, когда достигается точка эквивалентности, когда pH является нейтральным (pH = 7). Кислота прореагировала с потребляемым основанием, но избытка основания пока нет.

Преимущественно концентрация хлорида натрия, который является нейтральной солью⁺ ни Cl^- гидролиз).

Если NaOH продолжает добавляться, pH продолжает увеличиваться, становясь более основным, чем точка эквивалентности, потому что концентрация NaOH преобладает.

В идеале изменение цвета индикатора должно происходить при pH = 7; но из-за резкой формы кривой титрования можно использовать фенолфталеин, который меняет цвет на бледно-розовый при рН около 8.

Кривая слабого кислотного титрования - сильное основание

Кривая титрования сильной кислоты с сильным основанием аналогична кривой на изображении выше. Единственное различие между двумя кривыми состоит в том, что у первой наблюдается гораздо более резкое изменение pH; тогда как на кривой титрования слабой кислоты с сильным основанием можно наблюдать, что изменение является более постепенным.

В этом случае титруется слабая кислота, такая как уксусная кислота (СН₃COOH) с сильным основанием, гидроксид натрия (NaOH). Реакция, которая происходит при титровании, может быть схематизирована следующим образом:

NaOH + CH₃COOH => CH₃COO^-не доступно⁺    +       H₂О

В этом случае ацетатный буферный раствор образуется с pKa = 4,74. Амортизированная область видна в незначительном и почти незаметном изменении до pH 6.

Точка эквивалентности, как показано на рисунке, составляет около 8,72, а не 7. Почему? Потому что CH₃COO^- анион, который после гидролиза образует ОН^-, которые основывают pH:

СН₃COO^-       +       H₂О <=> СН₃COOH + OH^-

этапы

Титрование уксусной кислоты гидроксидом натрия можно разделить на 4 этапа для анализа.

-Перед началом добавления основания (NaOH) pH раствора является кислотным и зависит от диссоциации уксусной кислоты.

-По мере добавления гидроксида натрия образуется ацетатный буфер, но таким же образом увеличивается образование конъюгата ацетатного основания, что приводит к увеличению рН раствора..

-PH точки эквивалентности происходит при pH 8,72, который является откровенно щелочным.

Точка эквивалентности не имеет постоянного значения и изменяется в зависимости от соединений, участвующих в титровании.

-Продолжая добавлять NaOH, после достижения точки эквивалентности pH увеличивается из-за избытка гидроксида натрия.

Выбор индикатора по точке эквивалентности

Фенолфталеин полезен при определении точки эквивалентности при этом титровании, поскольку у него есть точка изменения цвета при рН около 8, которая попадает в зону рН титрования уксусной кислоты, которая включает точку эквивалентности (рН = 8,72).

С другой стороны, метиловый красный бесполезен при определении точки эквивалентности, поскольку он меняет цвет в диапазоне рН от 4,5 до 6,4..

ссылки

1. Wikipedia. (2018). Точка эквивалентности. Получено с: en.wikipedia.org
2. Хельменстин, Анна Мари, доктор философии (22 июня 2018 г.) Определение точки эквивалентности. Получено с: мысли
3. Люси Мадиша. (16 апреля 2018 г.) Разница между конечной точкой и точкой эквивалентности. "DifferenceBetween.net. Получено с сайта: diffbetween.net
4. Смотри J. (2018). Точка эквивалентности: определение и расчет. Получено с: study.com
5. Whitten, K.W., Davis, R.E., Peck, L.P. and Stanley, G.G. Chemistry. (2008) Восьмое издание. Редакторы Cengage Learning.