Skābes bāzes titrēšanas teorija

Ķīmijā titrēšana ir process, kurā ķīmiķis ar labu precizitāti var atrast šķīduma koncentrāciju, ja viņa zina, kāda viela tajā atrodas. Tas var būt ļoti noderīgi, lai noteiktu skābju un bāzu, piemēram, sālsskābes un nātrija hidroksīda, koncentrāciju. Parasti ķīmiķis pilienu pa pilienam pievieno otru šķīdumu, līdz maisījums pēkšņi maina krāsu, kas norāda uz titrēšanas beigām.

Nezināmas koncentrācijas šķīdumu sauc par “titru”. Pievienoto šķīdumu sauc par “titrantu”. Skābju un sārmu titrēšanā titram pievieno tik daudz titranta, lai to neitralizētu. Tātad, ja titrs ir bāze, ķīmiķis pievieno titru kā skābi.

Laboratorijas tehniķis titram pievieno krāsu indikatoru, pirms tas norāda neitralizācijas punktu. Tas ir svarīgi, jo, ja viņš pārāk ātri pievieno titrantu, tehniķis var iet pa labi līdz neitralizācijas punktam un precīzi nezināt, cik daudz titranta bija nepieciešams, lai to sasniegtu.

Skābju-sārmu titrēšanas gadījumā neitralizācijas punkts notiek pie pH 7,0. Lakmuss ir labs rādītājs skābes bāzes titrēšana, jo tā maina krāsu pie pH aptuveni 6,5 - pietiekami tuvu, kā paskaidros zemāk. Tā kā indikatori reaģē ar mērāmo šķīdumu, tie jālieto mērenībā - ja iespējams, tikai dažus pilienus.

Punktu, kurā titrants pilnībā neitralizē visu titru, atstājot neitrālu ūdeni, sauc par “ekvivalences punktu”. Tas ir tad, kad titrants ir "iztērējis" visu titru. Skābe un bāze ir pilnībā atcēluši viens otru. Šāda veida savstarpējas atcelšanas piemērs ir parādīts šajā ķīmiskajā formulā:

HCl + NaOH -> NaCL + H₂O

Līdzsvara stāvoklī šķīduma pH ir 7,0.

Ja izmantojat pH mērītāju, varat regulāri reģistrēt pH līmeni, kad tiek pievienots titrants. PH (kā vertikālās ass) diagramma pret titranta tilpumu radītu slīpu līkni, kas ir īpaši stāva ap ekvivalences punktu. PH ir H3O + koncentrācijas mērījums šķīdumā. Pievienojot vienu vai divus pilienus neitrālam šķīdumam, H3O + koncentrācija ievērojami mainās ar koeficientu 10 vai vairāk. Pievienotās summas dubultošana nemaina koncentrāciju gandrīz tikpat daudz. Tas padara titrēšanas līkni tik stāvu šajā vienā reģionā un līdz ar to padara ekvivalences punktu tik viegli identificējamu grafikā. Tāpēc titra daudzumu, kas nepieciešams titra neitralizēšanai, ir viegli precīzi noteikt.

Titrēšanas līkne var arī attēlot vadītspēju (kā vertikālo asi) pret titrētāju. Skābes un bāzes vada elektrību. Tādēļ jūs varat izmērīt vadītspēju, ievietojot elektrodus titrā. Elektrodi būtu piestiprināti pie akumulatora un ampērmetra (vai voltmetra). Titrēšanas līkne strauji mainīsies ekvivalences punktā. Šajā gadījumā vadītspējai būs ievērojams minimums ekvivalences punktā. Šīs metodes priekšrocība ir tāda, ka nav vajadzīgs indikators, kas varētu traucēt vai piedalīties neitralizācijas reakcijā, ietekmējot tās rezultātus.