滴定グラフで半等量点を見つける方法

化学者は通常、酸滴定の結果を、縦軸にpH、横軸に追加する塩基の量をグラフに記録します。 これにより、ある時点で急上昇し始めるまで緩やかに上昇する曲線が生成されます。 この点(等量点と呼ばれる)は、酸が中和されたときに発生します。 半等量点は、等量点と原点の中間にあります。 これは、溶液のpHが酸の解離定数(pKa)に等しくなるポイントです。

半等量点の特定

典型的な滴定実験では、研究者はいくつかの方法の1つでpHを測定しながら、酸性溶液に塩基を追加します。 一般的な方法の1つは、リトマスなど、pHの変化に応じて色が変化するインジケーターを使用することです。 他の方法には、分光法、ポテンショメータ、またはpHメータの使用が含まれます。

塩基の濃度が増加するにつれて、pHは通常、酸が中和されると同等になるまでゆっくりと上昇します。 この時点で、さらに塩基を追加すると、pHが急速に上昇します。 同等に達した後、勾配は劇的に減少し、pHは塩基を追加するたびに再びゆっくりと上昇します。 下の曲線が上の曲線に変わる変曲点が等量点です。

等量点を決定した後、それは等量点とx軸上の原点のちょうど中間にあるため、半等量点を見つけるのは簡単です。

半等量点の重要性

Henderson-Hasselbalchの式は、酸性溶液のpHと酸の解離定数の関係を示しています。pH= pKa + log([A-] / [HA])、ここで[HA]は元の酸の濃度、[A-]はその共役塩基です。 等量点では、酸を完全に中和するのに十分な塩基が追加されているため、半等量点では、酸と塩基の濃度は等しくなります。 したがって、ログ([A-] / [HA])= log 1 = 0、およびpH = pKa。

半当量体積値からチャートに垂直線を引き、次にy軸に水平線を引くことにより、酸解離定数を直接導出することができます。

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