როგორ მოვძებნოთ ექვივალენტურობის ნახევარი წერტილი ტიტრული დიაგრამაში

ქიმიკოსები, როგორც წესი, აღწერენ მჟავას ტიტრაციის შედეგებს დიაგრამაზე, რომელზეც pH გამოსახულია ვერტიკალურ ღერძზე და ფუძის მოცულობას, რომელსაც ისინი ჰორიზონტალურ ღერძზე ამატებენ. ამით წარმოიქმნება მრუდი, რომელიც ნაზად მატულობს მანამ, სანამ გარკვეულ მომენტში არ დაიწყებს ციცაბო ასვლას. ეს წერტილი, რომელსაც ეკვივალენტურობის წერტილს უწოდებენ, ხდება მაშინ, როდესაც მჟავა განეიტრალდება. ექვივალენტურობის ნახევარი ტოლია ტოლობის წერტილსა და წარმოშობას შორის. ეს არის წერტილი, რომელზეც ხსნარის pH ტოლია მჟავის დისოციაციის მუდმივობის (pKa).

ტიტრირების ტიპიური ექსპერიმენტის დროს, მკვლევარი pH– ს გაზომვისას ფუძეს უმატებს მჟავას ხსნარს რამდენიმე გზით. ერთი გავრცელებული მეთოდია ინდიკატორის, მაგალითად, ლაკმუსის გამოყენება, რომელიც pH– ს შეცვლისას ფერს იცვლის. სხვა მეთოდებში შედის სპექტროსკოპიის, პოტენციოტრის ან pH მრიცხველის გამოყენება.

ფუძის კონცენტრაციის მატებასთან ერთად, pH ჩვეულებრივ ნელა მატულობს ეკვივალენტობამდე, სანამ მჟავა განეიტრალდება. ამ ეტაპზე მეტი ბაზის დამატება იწვევს pH– ის სწრაფ აწევას. ექვივალენტურობის მიღწევის შემდეგ, ფერდობზე მკვეთრად იკლებს და pH კვლავ ნელა იზრდება ბაზის ყოველი დამატებით. მოქცევის წერტილი, რომელიც არის წერტილი, რომელზეც ქვედა მრუდი იცვლება ზედა, არის ეკვივალენტობის წერტილი.

ეკვივალენტურობის წერტილის დადგენის შემდეგ ადვილია ნახევრად ეკვივალენტურობის წერტილის პოვნა, რადგან იგი ზუსტად შუა ნაწილამდე მიდის ეკვივალენტურობის წერტილსა და x ღერძზე წარმოშობას შორის.

ჰენდერსონ-ჰასელბალკის განტოლება იძლევა დამოკიდებულებას მჟავე ხსნარის pH- სა და მჟავას დისოციაციის მუდმივას შორის: pH = pKa + log ([A^-] / [HA]), სადაც [HA] არის თავდაპირველი მჟავისა და [A- ს კონცენტრაცია^-] არის მისი კონიუგირებული ბაზა. ეკვივალენტურობის წერტილში დაემატა საკმარისი ბაზა მჟავის სრულად განეიტრალებისთვის, ამიტომ ნახევრად ეკვივალენტობის წერტილში მჟავისა და ფუძის კონცენტრაციები თანაბარია. ამიტომ შესვლა ([ა^-] / [HA]) = log 1 = 0 და pH = pKa.

ნახევრად ექვივალენტურობის მოცულობის მნიშვნელობიდან დიაგრამაზე ვერტიკალური ხაზის, შემდეგ კი ჰორიზონტალური ხაზის y ღერძისკენ დახაზვით შესაძლებელია მჟავას დისოციაციის მუდმივის პირდაპირი წარმოება.