Les chimistes enregistrent généralement les résultats d'un titrage acide sur un graphique avec le pH sur l'axe vertical et le volume de la base qu'ils ajoutent sur l'axe horizontal. Cela produit une courbe qui monte doucement jusqu'à ce qu'à un certain point, elle commence à monter en flèche. Ce point – appelé point d'équivalence – se produit lorsque l'acide a été neutralisé. Le point de demi-équivalence est à mi-chemin entre le point d'équivalence et l'origine. C'est le point auquel le pH de la solution est égal à la constante de dissociation (pKa) de l'acide.
Localisation du point de demi-équivalence
Dans une expérience de titrage typique, le chercheur ajoute une base à une solution acide tout en mesurant le pH de plusieurs manières. Une méthode courante consiste à utiliser un indicateur, tel que le tournesol, qui change de couleur lorsque le pH change. D'autres méthodes incluent l'utilisation de la spectroscopie, d'un potentiomètre ou d'un pH-mètre.
Au fur et à mesure que la concentration de base augmente, le pH augmente généralement lentement jusqu'à l'équivalence, lorsque l'acide a été neutralisé. À ce stade, l'ajout de plus de base fait augmenter rapidement le pH. Une fois l'équivalence atteinte, la pente diminue considérablement et le pH augmente à nouveau lentement à chaque ajout de la base. Le point d'inflexion, qui est le point auquel la courbe inférieure passe à la courbe supérieure, est le point d'équivalence.
Après avoir déterminé le point d'équivalence, il est facile de trouver le point de demi-équivalence, car il est exactement à mi-chemin entre le point d'équivalence et l'origine sur l'axe des x.
Signification du point de demi-équivalence
L'équation d'Henderson-Hasselbalch donne la relation entre le pH d'une solution acide et la constante de dissociation de l'acide: pH = pKa + log ([A-]/[HA]), où [HA] est la concentration de l'acide d'origine et [A-] est sa base conjuguée. Au point d'équivalence, suffisamment de base a été ajoutée pour neutraliser complètement l'acide, de sorte qu'au point de demi-équivalence, les concentrations d'acide et de base sont égales. Par conséquent, enregistrez ([A-]/[HA]) = log 1 = 0 et pH = pKa.
En traçant une ligne verticale de la valeur de volume de demi-équivalence au graphique, puis une ligne horizontale à l'axe des y, il est possible de dériver directement la constante de dissociation acide.