Keemia katse tüüp, mida nimetatakse tiitrimiseks, määrab lahuses lahustunud aine kontsentratsiooni. Happe-aluse tiitrimine, milles hape ja alus teineteist neutraliseerivad, on kõige tavalisemad. Punkti, kus kogu analüüdis sisalduv hape või alus (analüüsitav lahus) on neutraliseeritud, nimetatakse ekvivalentsuspunktiks; sõltuvalt happest või alusest analüüdis on mõnel tiitrimisel ka teine ekvivalentsuspunkt. Te saate hõlpsalt arvutada lahuse pH teises ekvivalentsuspunktis.
Tehke kindlaks, kas analüüdis oli hapet või alust, millist hapet või alust ja kui palju seda leidus. Kui töötate selle küsimusega kodutööks, antakse teile teavet. Kui seevastu olete laboris tiitrimise just teinud, olete tiitrimise ajal teabe kogunud.
Pidage meeles, et diprootilised happed või alused (happed / alused, mis võivad annetada või aktsepteerida rohkem kui ühte vesiniku iooni) on sellised, millel on teised samaväärsuspunktid. Tuletame ka meelde, et Ka1 on esimese prootoni annetuse tasakaalu konstant (toodete ja reagentide suhe), samas kui Ka2 on teise prootoni doonori tasakaalu konstant. Leidke oma happe või aluse Ka2 võrdlustekstist või veebitabelist (vt Ressursid).
Määrake oma analüüdis konjugaathappe või aluse kogus. See võrdub algselt sisalduva happe või aluse kogusega. Korrutage analüüdi algkontsentratsioon selle mahuga. Oletame näiteks, et alustate 40 ml 1 molaarse oblikhappega. Teisendage kontsentratsioon milliliitriteks, jagades selle 1000-ga, seejärel korrutage see maht kontsentratsiooniga. See annab teile algselt esineva oblikhappe moolide arvu: (40/1000) x 1 = 0,04. Seal on 0,04 mooli oblikhapet.
Happe või aluse analüüdi neutraliseerimiseks võetakse titrandi maht (kemikaali, mille lisasite tiitrimise ajal) ja lisage see algselt sisalduva analüüdi mahule. See annab teile lõpliku helitugevuse. Oletame näiteks, et teise samaväärsuse saavutamiseks lisati 40 ml 1 molaarsele oksaalhappele 80 ml 1 molaarset NaOH. Arvutuseks on 80 ml tiitrit + 40 ml analüüti = 120 ml lõppmahtu.
Jagage oma analüüdis algselt sisalduva happe või aluse moolide arv lõpliku mahuga. See annab teile konjugaathappe või aluse lõpliku kontsentratsiooni. Näiteks oli lõplik maht 120 ml ja algselt oli seal 0,04 mooli. Teisendage ml liitriteks ja jagage moolide arv liitritega: 120/1000 = 0,12 liitrit; 0,04 mooli / 0,12 liitrit = 0,333 mooli liitri kohta.
Määrake konjugaataluse Kb (või Ka, kui see on konjugaathape). Pidage meeles, et konjugaatalus on liik, mis moodustub siis, kui eemaldate happest kõik prootonid, samas kui konjugaathape on see, mis moodustub prootonite alusele annetamisel. Järelikult on diproothape (näiteks oksaalhape) 2. ekvivalentsuspunktis täielikult deprotoneeritud ja selle Kb on oksaalhappe korral võrdne 1 x 10 ^ -14 / teise Ka-ga. Aluse jaoks võrdub Ka teises ekvivalentsuspunktis Ka diprootilise aluse puhul 1 x 10 ^ -14 / teine Kb. Näiteks oli analüüsitavaks oblikhape. Selle Ka on 5,4 x 10 ^ -5. Jagage 1 x 10 ^ -14 5,4 x 10 ^ -5-ga: (1 x 10 ^ -14) / (5,4 x 10 ^ -5) = 1,852 x 10 ^ -10. See on oblikhappe täielikult deprotoneeritud vormi, oksalaatioon, Kb.
Pange tasakaalu konstantvõrrand järgmisel kujul: Kb = ([OH -] [konjugaathape]) / [konjugaatalus]. Ruudukujulised traksid esindavad kontsentratsiooni.
Asendage võrrandis ülal olevate kahe termini jaoks x ^ 2 lahenda x jaoks nagu näidatud: Kb = x ^ 2 / [konjugaatalus]. Näiteks naatriumoksalaadi kontsentratsioon oli 0,333 mooli / l ja selle Kb oli 1,852 x 10 ^ -10. Kui need väärtused on ühendatud, annab see järgmise arvutuse: 1,852 x 10 ^ -10 = x ^ 2 / 0,333. Korrutage võrrandi mõlemad pooled väärtusega 0,333: 0,333 x (1,852 x 10 ^ -10) = x ^ 2; 6,167 x 10 ^ -11 = x ^ 2. X lahendamiseks võtke mõlema külje ruutjuur: (6,167 x 10 ^ -11) ^ 1 = 2 = x. See annab järgmise tulemuse: x = 7,85 x 10 ^ -6. See on hüdroksiidioonide kontsentratsioon lahuses.
Teisendage hüdroksiidi iooni või vesiniku iooni kontsentratsioonist pH-ni. Kui teil on vesinikioonide kontsentratsioon, võtate pH-ks teisendamiseks lihtsalt negatiivse logi. Kui teil on hüdroksiidi iooni kontsentratsioon, võtke negatiivne log, siis lahutage pH väärtuseks väärtus 14-st. Näiteks oli leitud kontsentratsioon 7,85 x 10 ^ -6 mooli liitri hüdroksiidioonide kohta: log 7,85 x 10 ^ -6 = -5,105, seega -log 7,85 x 10 ^ -6 = 5,105.
Lahutage oma vastus 14-st. Näiteks 14 - 5,105 = 8,90. PH teises ekvivalentsuspunktis on 8,90.
Asjad, mida vajate
- Pliiats
- Paber
- Kalkulaator
Näpunäited
See arvutus ei arvestanud vee autoioniseerimist, mis võib muutuda teguriks nõrkade aluste või hapete väga lahjendatud lahustes. Sellegipoolest on see nendeks eesmärkideks hea hinnang ja selline vastus, mida sellisel juhul peaksite andma.
