A titrálásnak nevezett kémiai kísérlet egy általános típusa meghatározza az oldatban oldott anyag koncentrációját. A sav-bázis titrálás, amelyben a sav és a bázis semlegesíti egymást, a leggyakoribb. Azt a pontot nevezik ekvivalenciapontnak, ahol az analit összes savját vagy bázisát (az elemzett oldatot) semlegesítették; az analit savjától vagy bázisától függően néhány titrálásnak második ekvivalencia pontja is lesz. Könnyen kiszámíthatja az oldat pH-ját a második ekvivalencia ponton.
Határozza meg, hogy sav vagy bázis volt-e jelen az analitban, milyen sav vagy bázis volt jelen, és mennyi volt jelen. Ha házi feladat elvégzésénél dolgozik ezen a kérdésen, az információt megkapja. Ha viszont éppen most végzett titrálást a laboratóriumban, akkor a titrálás során összegyűjtötte az információkat.
Ne feledje, hogy a diprotikus savak vagy bázisok (olyan savak / bázisok, amelyek egynél több hidrogén-iont adományozhatnak vagy befogadhatnak) olyanok, amelyek második ekvivalencia ponttal rendelkeznek. Emlékezzünk arra is, hogy a Ka1 az egyensúlyi állandó (a termékek és a reagensek aránya) az első protonadományhoz, míg a Ka2 az egyensúlyi állandó a második protonadományhoz. Keresse meg savjának vagy bázisának Ka2-ét egy referenciaszövegben vagy online táblázatban (lásd a forrásokat).
Határozza meg az analit konjugátum vagy bázis mennyiségét. Ez egyenértékű lesz az eredetileg jelenlévő sav vagy bázis mennyiségével. Szorozzuk meg az eredeti analitkoncentrációt térfogatával. Tegyük fel például, hogy 40 ml 1 molos oxálsavval kezdi. A koncentrációt konvertálja milliliterre úgy, hogy elosztja 1000-gyel, majd megszorozza ezt a térfogatot koncentrációjával. Ez megadja az eredetileg jelen lévő oxálsav molainak számát: (40/1000) x 1 = 0,04. 0,04 mol oxálsav van jelen.
Vegyük a titráló térfogatát (a titrálás során hozzáadott vegyi anyagot) a sav vagy bázis analit semlegesítésére, és adjuk hozzá az eredetileg jelenlévő analit térfogatához. Ez megadja a végső kötetét. Tegyük fel például, hogy a második ekvivalencia elérése érdekében 40 ml 1 mol oxálsavhoz 80 ml 1 mol nátrium-hidroxidot adunk. A számítás 80 ml titráló + 40 ml analit = 120 ml végtérfogat lesz.
Osszuk el az analitban eredetileg jelen lévő sav vagy bázis móljainak számát a végső térfogattal. Ez megadja a konjugált sav vagy bázis végső koncentrációját. Például 120 ml volt a végső térfogat és 0,04 mol volt eredetileg jelen. Konvertáljon ml-t literre, és ossza el az anyajegyek számát az literek számával: 120/1000 = 0,12 liter; 0,04 mol / 0,12 liter = 0,333 mol / liter.
Határozzuk meg a konjugált bázis Kb-ját (vagy a Ka-t, ha konjugált sav). Ne feledje, hogy a konjugált bázis az a faj, amely akkor keletkezik, amikor az összes protont eltávolítja egy savból, míg a konjugált sav az a faj, amely protonokat adományoz egy bázisnak. Következésképpen a 2. ekvivalencia pontnál a diprotinsav (például oxálsav) teljesen deprotonálódott, és Kb-je megegyezik az oxálsav 1 x 10 ^ -14 / második Ka-jával. Egy bázis esetében a Ka a második ekvivalencia-ponton egyenlő lesz 1 x 10 ^ -14 / a második Kb-vel a diprotikus bázis esetében. Például az oxálsav volt az analit. Ka értéke 5,4 x 10 ^ -5. Osszuk el 1 x 10 ^ -14 értékét 5,4 x 10 ^ -5-gyel: (1 x 10 ^ -14) / (5,4 x 10 ^ -5) = 1,852 x 10 ^ -10. Ez a Kb az oxálsav teljesen deprotonált formájának, az oxalátionnak.
Állítson be egy egyensúlyi konstansegyenletet a következő formában: Kb = ([OH -] [konjugált sav]) / [konjugált bázis]. A négyzet alakú zárójelek a koncentrációt jelentik.
Cserélje le az x ^ 2 értéket az egyenlet tetején lévő két kifejezésre és megoldani x-re az ábra szerint: Kb = x ^ 2 / [konjugált bázis]. Például a nátrium-oxalát koncentrációja 0,333 mol / l volt, és Kb-értéke 1,852 x 10 ^ -10. Ha ezeket az értékeket csatlakoztatjuk, akkor a következő számítást kapjuk: 1,852 x 10 ^ -10 = x ^ 2 / 0,333. Szorozzuk meg az egyenlet mindkét oldalát 0,333-mal: 0,333 x (1,852 x 10 ^ -10) = x ^ 2; 6,167 x 10 ^ -11 = x ^ 2. Vegyük mindkét oldal négyzetgyökét az x megoldásához: (6,167 x 10 ^ -11) ^ 1/2 = x. Ez a következőket eredményezi: x = 7,85 x 10 ^ -6. Ez a hidroxidionok koncentrációja az oldatban.
Átalakítás a hidroxidion vagy hidrogénion koncentrációjáról pH-ra. Ha van hidrogénion-koncentrációja, akkor csak a negatív log-ot veszi át a pH-ra való áttéréshez. Ha hidroxidion-koncentrációja van, vegye a negatív log-ot, majd vonja le a válaszát 14-ből a pH-érték meghatározásához. Például a talált koncentráció 7,85 x 10 ^ -6 mol / liter hidroxid-ion volt: log 7,85 x 10 ^ -6 = -5,105, ezért -log 7,85 x 10 ^ -6 = 5,105.
Válaszd ki a válaszodat 14-ből. Például 14 - 5,105 = 8,90. A pH a második ekvivalencia ponton 8,90.
Amire szükséged lesz
- Ceruza
- Papír
- Számológép
Tippek
Ez a számítás nem vette figyelembe a víz autoionizációját, amely tényezővé válhat a gyenge bázisok vagy savak nagyon híg oldataiban. Mindazonáltal jó becslés ezekre a célokra, és az a fajta válasz, amelyet várhatóan adni fog az ilyen jellegű problémákra.