滴定でPKAを計算する方法

滴定は、ガラス管(ビュレット)とビーカーを使用して、ある物質を別の物質に滴下(「滴定」)する化学実験です。 酸-塩基滴定では、「等量点」に達するまで塩基を酸に滴定するか、pH7の中性溶液に滴定します。 これが発生する前は、ビーカー内の溶液は「緩衝液」であり、少量の酸を加えたときのpHの変化に抵抗します。 「pKa」値を使用して、酸が解離する程度、つまり溶液のpHを変化させる程度を表すことができ、滴定実験のデータを使用してこの値を計算できます。

等量点の前に滴定曲線上の点を選び、そのpHを記録します。これは曲線の垂直座標です。 たとえば、pHが5.3の時点で溶液を分析しているとします。

等量点に到達するために追加する必要のある体積を念頭に置いて、この時点での酸とその共役塩基の比率を決定します。 等量点に到達するために40mLを追加する必要があるとします。 pHが5.3の時点で、10 mLを追加した場合、それは、等量点までの4分の1の距離にあることを意味します。 言い換えれば、酸の4分の3はまだ中和する必要があり、酸の共役塩基はこの時点で溶液の4分の1を占めています。

値をヘンダーソン-ハッセルバルチ方程式、pH = pKa + log([A-] / [HA])に代入します。ここで、[A-]は共役塩基の濃度、[HA]は共役酸の濃度です。 滴定剤の体積の関数としてpHを測定したので、共役塩基と酸の比率を知るだけでよいことに注意してください。 例の溶液のpHが5.3の時点では、これは(1/4)/(3/4)、つまり1/3でした。5.3= pKa + log(1/3)= pKa + -.48; したがって、5.3 + .48 = pKa + -.48 + .48、またはpKa = 5.78です。

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