Syrebase-titreringsteori

I kemi er titrering en proces, hvor en kemiker kan finde koncentrationen af ​​en opløsning med god nøjagtighed, hvis hun ved, hvilket stof der er i den. Dette kan være meget praktisk til bestemmelse af koncentrationer af syrer og baser, såsom saltsyre og natriumhydroxid. Typisk tilføjer kemikeren en anden opløsning, dråbe for dråbe, indtil blandingen pludselig skifter farve og signaliserer slutningen af ​​titreringen.

Løsningen med ukendt koncentration kaldes "titeren". Den tilføjede opløsning kaldes "titrant". I syre-basetitrering tilsættes titreringen til titeren for at neutralisere den. Så hvis titeren er en base, tilføjer en kemiker en syre som titeren.

En laboratorietekniker tilføjer en farveindikator til titeren, før den angiver neutraliseringspunktet. Dette er vigtigt, for hvis han tilføjer titreringen for hurtigt, kan teknikeren gå lige ved neutraliseringspunktet og ikke vide nøjagtigt, hvor meget titreringen der var behov for for at nå den.

I syre-basetitrering forekommer neutraliseringspunktet ved en pH på 7,0. Litmus er en god indikator for en syrebasetitrering, fordi den ændrer farve ved en pH på omkring 6,5 - tæt nok, som det vil blive forklaret under. Da indikatorer reagerer med den opløsning, der måles, skal de bruges i moderation - kun et par dråber, hvis det er muligt.

Det punkt, hvor titranten fuldstændigt neutraliserer hele titeren og efterlader neutralt vand, kaldes "ækvivalenspunktet". Dette er når titreringen har "brugt op" hele titeren. Syren og basen har helt udslettet hinanden. Et eksempel på denne form for gensidig annullering er illustreret i denne kemiske formel:

HCI + NaOH -> NaCL + H.₂O

Ved ligevægt er opløsningens pH 7,0.

Hvis du bruger en pH-måler, kan du registrere pH regelmæssigt, når der tilsættes titrer. Et plot af pH (som den lodrette akse) mod titreringsvolumenet ville frembringe en skrånende kurve, der er særlig stejl omkring ækvivalenspunktet. PH er et mål for H3O + koncentrationen i en opløsning. Tilføjelse af en eller to dråber til en neutral opløsning ændrer i høj grad H3O + -koncentrationen med en faktor på 10 eller mere. En fordobling af den tilsatte mængde ændrer ikke koncentrationen næsten lige så meget. Dette er, hvad der gør titreringskurven så stejl i den ene region, og derfor gør ækvivalenspunktet så let at identificere i grafen. Den nødvendige mængde titreringsmiddel for at neutralisere titeren er derfor let at kvantificere nøjagtigt.

En titreringskurve kan også tegne ledningsevne (som den lodrette akse) mod titrant. Syrer og baser leder strøm. Derfor kan du måle ledningsevne ved at indsætte elektroder i titeren. Elektroderne blev fastgjort til et batteri og amperemeter (eller voltmeter). Titreringskurven vil ændre sig meget ved ækvivalenspunktet. I dette tilfælde vil ledningsevne have et mærkbart minimum ved ækvivalenspunktet. Denne metode har fordelen ved ikke at have brug for en indikator, som kan forstyrre eller deltage i neutraliseringsreaktionen og påvirke dens resultater.