Syrebasertitreringsteori

I kjemi er titrering en prosess der en kjemiker kan finne konsentrasjonen av en løsning med god nøyaktighet, hvis hun vet hvilket stoff som er i den. Dette kan være veldig nyttig for å bestemme konsentrasjonen av syrer og baser, slik som saltsyre og natriumhydroksid. Vanligvis tilfører kjemikeren en ny løsning, dråpe for dråpe, til blandingen plutselig skifter farge og signaliserer slutten på titrering.

Løsningen med ukjent konsentrasjon kalles "titer". Den tilførte løsningen kalles "titrerende". I syre-basetitrering tilsettes titreringen til titeren for å nøytralisere den. Så hvis titer er en base, tilfører en kjemiker en syre som titer.

En laboratorietekniker legger til en fargeindikator til titeren før den indikerer nøytraliseringspunktet. Dette er viktig fordi hvis han legger til titranten for fort, kan teknikeren gå rett ved nøytraliseringspunktet og ikke vite nøyaktig hvor mye titreringen var nødvendig for å nå den.

Ved syrebasetitrering skjer nøytraliseringspunktet ved en pH på 7,0. Litmus er en god indikator for en syre-basetitrering, fordi den endrer farge ved en pH på rundt 6,5 - nær nok, som det vil bli forklart under. Siden indikatorer reagerer med løsningen som måles, bør de brukes i moderasjon - bare noen få dråper hvis mulig.

Punktet der titranten nøytraliserer hele titeren, og etterlater nøytralt vann, kalles "ekvivalenspunktet." Dette er når titreringen har "brukt opp" hele titeren. Syren og basen har fullstendig kansellert hverandre. Et eksempel på denne typen gjensidig kansellering er illustrert i denne kjemiske formelen:

HCl + NaOH -> NaCL + H₂O

Ved likevekt er løsningens pH 7,0.

Hvis du bruker en pH-måler, kan du registrere pH regelmessig etter hvert som titreringsmiddel tilsettes. Et plott av pH (som vertikal akse) mot volumet av titreringsmiddel ville produsere en skrånende kurve som er spesielt bratt rundt ekvivalenspunktet. PH er et mål på H3O + konsentrasjonen i en løsning. Tilsetning av en eller to dråper til en nøytral løsning endrer H3O + -konsentrasjonen sterkt, med en faktor på 10 eller mer. Dobling av tilført mengde endrer ikke konsentrasjonen nesten like mye. Dette er det som gjør titreringskurven så bratt i den ene regionen, og gjør derfor ekvivalenspunktet så lett å identifisere i grafen. Mengden titreringsmiddel som er nødvendig for å nøytralisere titeren, er derfor lett å kvantifisere nøyaktig.

En titreringskurve kan også tegne ledningsevne (som den vertikale aksen) mot titreringen. Syrer og baser leder strøm. Derfor kan du måle ledningsevne ved å sette inn elektroder i titer. Elektrodene ble festet til et batteri og amperemeter (eller voltmeter). Titreringskurven vil endre seg kraftig ved ekvivalenspunktet. I dette tilfellet vil ledningsevne ha et merkbart minimum ved ekvivalenspunktet. Denne metoden har fordelen av ikke å trenge en indikator, som kan forstyrre eller delta i nøytraliseringsreaksjonen, som påvirker resultatene.