I chimici tipicamente registrano i risultati di una titolazione acida su un grafico con il pH sull'asse verticale e il volume della base che stanno aggiungendo sull'asse orizzontale. Questo produce una curva che sale dolcemente fino a quando, ad un certo punto, inizia a salire ripidamente. Questo punto, chiamato punto di equivalenza, si verifica quando l'acido è stato neutralizzato. Il punto di semiequivalenza è a metà strada tra il punto di equivalenza e l'origine. Questo è il punto in cui il pH della soluzione è uguale alla costante di dissociazione (pKa) dell'acido.
Individuazione del punto di semiequivalenza
In un tipico esperimento di titolazione, il ricercatore aggiunge una base a una soluzione acida mentre misura il pH in uno dei diversi modi. Un metodo comune consiste nell'utilizzare un indicatore, come il tornasole, che cambia colore al variare del pH. Altri metodi includono l'uso della spettroscopia, un potenziometro o un pHmetro.
All'aumentare della concentrazione di base, il pH tipicamente aumenta lentamente fino all'equivalenza, quando l'acido è stato neutralizzato. A questo punto, l'aggiunta di altra base fa aumentare rapidamente il pH. Dopo che è stata raggiunta l'equivalenza, la pendenza diminuisce drasticamente e il pH aumenta di nuovo lentamente ad ogni aggiunta della base. Il punto di flesso, che è il punto in cui la curva inferiore cambia in quella superiore, è il punto di equivalenza.
Dopo aver determinato il punto di equivalenza, è facile trovare il punto di semiequivalenza, perché è esattamente a metà strada tra il punto di equivalenza e l'origine sull'asse x.
Significato del punto di semiequivalenza
L'equazione di Henderson-Hasselbalch fornisce la relazione tra il pH di una soluzione acida e la costante di dissociazione dell'acido: pH = pKa + log ([A-]/[HA]), dove [HA] è la concentrazione dell'acido originale e [A-] è la sua base coniugata. Al punto di equivalenza, è stata aggiunta abbastanza base per neutralizzare completamente l'acido, quindi al punto di semiequivalenza, le concentrazioni di acido e base sono uguali. Quindi log ([A-]/[HA]) = log 1 = 0 e pH = pKa.
Tracciando una linea verticale dal valore del volume di semiequivalenza al grafico e quindi una linea orizzontale all'asse y, è possibile derivare direttamente la costante di dissociazione acida.