Das Erlernen von Titrationen ist einer der Übergangsriten für angehende Chemiestudenten. Bei einer Titration bestimmen Sie eine unbekannte Konzentration einer Probe durch Zugabe eines zweiten Reaktionspartners bekannter Konzentration. Bei vielen Titrationen verwenden Sie eine Chemikalie, die als Indikator bezeichnet wird und Sie informiert, wenn die Titration beendet ist.
Titrationsendpunkt
Wenn Sie mit der Titration einer chemischen Lösung beginnen, kennen Sie die Identität Ihrer Chemikalie, aber Sie kennen die Konzentration Ihrer Chemikalie nicht. Sie finden dies heraus, indem Sie eine zweite Chemikalie mit bekannter Konzentration hinzufügen, die mit der ersten Chemikalie reagiert. Wenn die Anzahl der Moleküle in Ihrem Reaktionsgefäß genau übereinstimmt – Sie haben keinen Überschuss von beiden Chemikalien – haben Sie den Endpunkt der Titration erreicht. Wenn Sie das Volumen der zweiten verwendeten Chemikalie notieren, kennen Sie die Anzahl der Moleküle der zweiten Chemikalie, die Sie hinzugefügt haben. Es sollte eine gleiche Anzahl von Molekülen Ihrer ersten Chemikalie geben. Mit diesen Informationen können Sie die ursprüngliche Konzentration berechnen.
Funktion
Wenn Sie den Endpunkt Ihrer Titration erreichen, ändert sich die Farbe des Indikators. Dies geschieht, weil alle nicht umgesetzten Moleküle, die über diejenigen hinausgehen, die zum Erreichen des Endpunkts benötigt werden, mit den Indikatormolekülen reagieren. Dadurch ändert sich die Struktur des Indikatormoleküls, so dass sich seine Farbe ändert.
Wahl
Säure-Base-Titrationen erfordern oft farbwechselnde Indikatoren. Bei dieser Titrationsart reagiert eine saure Lösung mit einer basischen Lösung, und Sie kennen die Konzentration einer von ihnen nicht. Die Indikatoren für diese Titrationen ändern ihre Farbe an einem bestimmten Punkt auf der pH-Skala. Um beste Ergebnisse zu erzielen, wählen Sie einen Indikator, dessen Farbumschlag etwa bei dem pH-Wert stattfindet, den Sie am Endpunkt der Titration erwarten. Sie können den pH-Wert des Endpunkts vorhersagen und Ihren Indikator auswählen, indem Sie ein Diagramm des pH-Werts der Reaktionsmischung vs. das Volumen der zweiten hinzugefügten Chemikalie.
Natürlich vorkommende Indikatoren
Sie können pH-Indikatoren in der Welt um Sie herum finden. Jede Pflanze, die Anthocyane enthält, ändert ihre Farbe je nach Säure- oder Basizität ihrer Umgebung. Wenn Sie beispielsweise ein Rotkohlblatt mit einer basischen Lösung behandeln, wird es bläulich-grün. Einige anthocyanhaltige Blüten produzieren je nach Säuregehalt des Bodens unterschiedliche Blütenblätter.
Überlegungen
Wie bei jeder Reaktion im Labor können extreme Temperatur- und Druckverhältnisse dazu führen, dass sich Ihr Indikator unvorhersehbar verhält. Beachten Sie auch, dass pH-Indikatoren ein ungenaues Mittel zur Messung des pH-Werts der Lösung sind. Wenn Sie einen genauen pH-Wert erhalten möchten, verwenden Sie ein pH-Meter.