Was ist die Titrationskurve?

Bei der Arbeit mit Chemikalien ist es oft wichtig zu wissen, mit welcher Menge einer bestimmten Chemikalie Sie es zu tun haben. Es gibt verschiedene Methoden, um diese Informationen zu erhalten, abhängig von den spezifischen Substanzen, mit denen Sie arbeiten, und der verfügbaren Ausrüstung. In vielen Fällen ist es nützlich, die Daten auch grafisch darzustellen, damit Sie nicht nur mit Rohzahlen arbeiten. Das Diagramm gibt Ihnen eine Perspektive und macht oft mehrere Datenpunkte mit einem einzigen Blick zugänglich. Die dafür am häufigsten verwendeten Grafiken sind Titrationskurven.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

Eine Titrationskurve ist ein Diagramm, das sowohl das Volumen einer Chemikalie als auch den pH-Wert der Lösung, die diese Chemikalie enthält, auf einer zweidimensionalen Achse zeigt. Das Volumen wird als unabhängige Variable dargestellt, während der pH-Wert eine abhängige Variable ist.

Titrationen sind eine Form der chemischen Analyse, die nützlich ist, um die Konzentration einer bestimmten chemischen Komponente in einer Lösung zu bestimmen. Eine Titration wird verwendet, wenn die zu messende Chemikalie bekannt ist, ihr Volumen in der Lösung jedoch nicht bekannt ist. Bei einer Titration wird eine abgemessene Menge einer Lösung mit bekannter Konzentration (sogenannter Titriermittel) zu einer Lösung mit unbekannter Konzentration (sogenannter Analyt) gegeben. Nachdem eine chemische Reaktion zwischen den beiden Lösungen abgeschlossen ist, werden Messungen durchgeführt, um das Volumen der gemessenen Chemikalie zu bestimmen, die in der endgültigen Lösung vorhanden ist. Da die Zusammensetzung des Titriermittels bekannt ist und alle Chemikalien in den Lösungen identifiziert wurden, wird diese Information verwendet, um zu bestimmen, wie viel der Chemikalie im Analyten enthalten ist.

Titrationskurven sind Grafiken, die die durch eine Titration gesammelten Informationen anzeigen. Die Informationen werden auf einer zweidimensionalen Achse angezeigt, typischerweise mit dem chemischen Volumen auf der horizontalen Achse und dem Lösungs-pH-Wert auf der vertikalen Achse. Die Kurve des Diagramms zeigt die Änderung des pH-Werts der Lösung, wenn sich das Volumen der Chemikalie aufgrund der Zugabe des Titriermittels ändert. Das Chemikalienvolumen ist eine unabhängige Variable im Diagramm, während der pH-Wert (der sich mit zunehmendem Volumen der gemessenen Chemikalie ändert) eine abhängige Variable ist.

Titrationskurven zeigen, wie sich der pH-Wert der Lösung ändert, wenn der Lösung eine bekannte Chemikalie zugesetzt wird Jeder Punkt entlang der Kurve gibt Auskunft über den pH-Wert der Lösung als Volumen der bekannten Chemikalie steigt. Das Diagramm zeigt typischerweise einen allmählichen Anstieg des pH-Werts, bis fast alle Wasserstoffionen in der Lösung neutralisiert sind; An diesem Punkt steigt der Graph stark an. Diese fast vertikale Bewegung setzt sich fort, bis die Lösung beginnt, basisch zu werden, woraufhin sich der Graph wieder einpendelt. Fast alle Titrationskurven von Säuren oder Basen folgen diesem gleichen Verlauf.

Anhand des Diagramms kann der Punkt, an dem die Neutralisation eintritt (erkennbar an der steilen Verschiebung der Kurve) gefunden, ebenso wie der Äquivalenzpunkt, an dem die Lösung ein Gleichgewicht erreicht (der auf halber Höhe der steilen Steigung). Deutlich sichtbar ist auch der Punkt, an dem sich der pH-Wert wieder einpendelt. Verwenden dieser Punkte (und gelegentlich anderer ausgewählter Punkte entlang der Linie) und anderer Daten über die beteiligten Chemikalien ist es möglich, die Konzentration der bekannten Chemikalie innerhalb der Analyt.