Dažnas chemijos eksperimento tipas, vadinamas titravimu, nustato tirpale ištirpusios medžiagos koncentraciją. Rūgščių ir šarmų titravimas, kai rūgštis ir bazė neutralizuoja viena kitą, yra labiausiai paplitusi rūšis. Taškas, kuriame neutralizuota visa analitėje esanti rūgštis arba bazė (tiriamas tirpalas), vadinamas ekvivalentiškumo tašku; atsižvelgiant į rūgštį ar bazę analitėje, kai kurie titravimai taip pat turės antrą ekvivalentiškumo tašką. Galite lengvai apskaičiuoti tirpalo pH antrame ekvivalentiškumo taške.
Nustatykite, ar analizėje buvo rūgšties ar bazės, kokios rūšies rūgšties ar bazės ir kiek jos buvo. Jei dirbate su šiuo namų užduoties klausimu, informacija jums bus suteikta. Kita vertus, jei ką tik atlikote titravimą laboratorijoje, turėsite surinkti informaciją atlikdami titravimą.
Atminkite, kad diprotinės rūgštys arba bazės (rūgštys / bazės, kurios gali dovanoti arba priimti daugiau nei vieną vandenilio joną) yra tokios, kurios turės antrus ekvivalentiškumo taškus. Taip pat primename, kad Ka1 yra pusiausvyros konstanta (produktų ir reagentų santykis) per pirmąją donorų donorystę, o Ka2 yra pusiausvyros konstanta per antrąją protonų donorystę. Ka2 rūgšties ar bazės ieškokite informaciniame tekste arba internetinėje lentelėje (žr. Ištekliai).
Nustatykite konjuguotos rūgšties arba bazės kiekį jūsų analitėje. Tai prilygs iš pradžių buvusiam rūgšties ar bazės kiekiui. Padauginkite pradinę analitės koncentraciją iš jos tūrio. Pavyzdžiui, tarkime, kad pradedate nuo 40 ml 1 molinės oksalo rūgšties. Konvertuokite koncentraciją į mililitrus, padalydami iš 1000, tada padauginkite šį tūrį iš jo koncentracijos. Tai suteiks jums iš pradžių esančios oksalo rūgšties molių skaičių: (40/1000) x 1 = 0,04. Yra 0,04 molio oksalo rūgšties.
Paimkite titranto tūrį (cheminę medžiagą, kurią pridėjote titravimo metu), kad neutralizuotumėte rūgšties ar bazės analitę, ir įpilkite ją į iš pradžių esančios analitės tūrį. Tai suteiks jums galutinį tūrį. Pavyzdžiui, tarkime, kad norint pasiekti antrą ekvivalentiškumą, 80 ml 1 molinio NaOH buvo pridėta prie 40 ml 1 molinės oksalo rūgšties. Apskaičiuojamas 80 ml titrantas + 40 ml analitės = 120 ml galutinis tūris.
Padalinkite iš analitės iš pradžių esančių rūgščių ar bazių molių skaičių iš galutinio tūrio. Tai suteiks jums galutinę konjuguotos rūgšties arba bazės koncentraciją. Pavyzdžiui, 120 ml buvo galutinis tūris, o iš pradžių buvo 0,04 mol. Konvertuokite ml į litrus ir padalykite molių skaičių iš litrų skaičiaus: 120/1000 = 0,12 litro; 0,04 moliai / 0,12 litro = 0,333 moliai litre.
Nustatykite konjuguotos bazės Kb (arba Ka, jei tai konjuguota rūgštis). Atminkite, kad konjuguota bazė yra ta rūšis, kuri susidaro pašalinus visus protonus iš rūgšties, o konjuguota rūgštis yra rūšis, kuri susidaro, kai paaukojate protonus bazei. Taigi, 2-ajame ekvivalentiškumo taške diprotinė rūgštis (pvz., Oksalo rūgštis) bus visiškai deprotonuota, o jos Kb bus lygi 1 x 10 ^ -14 / antra Ka oksalo rūgščiai. Pagrindui Ka antrame ekvivalentiškumo taške bus lygus 1 x 10 ^ -14 / antroji Kb diprotinei bazei. Pavyzdžiui, oksalo rūgštis buvo analitė. Jo Ka yra 5,4 x 10 ^ -5. Padalinkite 1 x 10 ^ -14 iš 5,4 x 10 ^ -5: (1 x 10 ^ -14) / (5,4 x 10 ^ -5) = 1,852 x 10 ^ -10. Tai yra visiškai deprotonuotos oksalo rūgšties formos oksalato jono Kb.
Nustatykite pusiausvyros konstantos lygtį tokia forma: Kb = ([OH -] [konjuguota rūgštis]) / [konjuguota bazė]. Kvadratinės petnešos rodo koncentraciją.
Pakeiskite x ^ 2 į du lygties viršuje esančius terminus ir išspręsti už x kaip parodyta: Kb = x ^ 2 / [konjuguota bazė]. Pavyzdžiui, natrio oksalato koncentracija buvo 0,333 mol / l, o jo Kb - 1,852 x 10 ^ -10. Prijungus šias reikšmes gaunamas toks skaičiavimas: 1,852 x 10 ^ -10 = x ^ 2 / 0,333. Padauginkite abi lygties puses iš 0,333: 0,333 x (1,852 x 10 ^ -10) = x ^ 2; 6,167 x 10 ^ -11 = x ^ 2. Paimkite abiejų pusių kvadratinę šaknį, kad išspręstumėte x: (6.167 x 10 ^ -11) ^ 1/2 = x. Tai duoda: x = 7,85 x 10 ^ -6. Tai yra hidroksido jonų koncentracija tirpale.
Konvertuokite iš hidroksido jonų arba vandenilio jonų koncentracijos į pH. Jei turite vandenilio jonų koncentraciją, tiesiog imkite neigiamą log, kad paverstumėte pH. Jei turite hidroksido jonų koncentraciją, paimkite neigiamą log, tada atimkite atsakymą iš 14, kad rastumėte pH. Pavyzdžiui, rasta 7,85 x 10 ^ -6 moliai litro hidroksido jonų: log 7,85 x 10 ^ -6 = -5,105, todėl -log 7,85 x 10 ^ -6 = 5,105.
Atimkite atsakymą iš 14. Pavyzdžiui, 14 - 5,105 = 8,90. PH antrame ekvivalentiškumo taške yra 8,90.
Dalykai, kurių jums prireiks
- Pieštukas
- Popierius
- Skaičiuoklė
Patarimai
Atliekant šį skaičiavimą nebuvo atsižvelgta į vandens automatizavimą, kuris gali tapti labai praskiestų silpnų bazių ar rūgščių tirpalų veiksniu. Nepaisant to, tai yra tinkamas įvertinimas šiems tikslams ir toks atsakymas, kokio tikitės pateikti dėl tokios rūšies problemos.