Chemicy zazwyczaj zapisują wyniki miareczkowania kwasu na wykresie z pH na osi pionowej i objętością dodawanej zasady na osi poziomej. Daje to krzywą, która łagodnie się wznosi, aż w pewnym momencie zacznie się stromo rosnąć. Ten punkt – zwany punktem równoważnikowym – występuje, gdy kwas został zneutralizowany. Połowa punktu równoważności znajduje się w połowie drogi między punktem równoważności a początkiem. Jest to punkt, w którym pH roztworu jest równe stałej dysocjacji (pKa) kwasu.
Lokalizowanie punktu połowy równoważności
W typowym eksperymencie miareczkowym badacz dodaje zasadę do roztworu kwasu podczas pomiaru pH na jeden z kilku sposobów. Jedną z powszechnych metod jest użycie wskaźnika, takiego jak lakmus, który zmienia kolor wraz ze zmianą pH. Inne metody obejmują użycie spektroskopii, potencjometru lub pehametru.
Wraz ze wzrostem stężenia zasady pH zwykle rośnie powoli, aż do uzyskania równoważności, kiedy kwas zostanie zneutralizowany. W tym momencie dodanie większej ilości zasady powoduje gwałtowny wzrost pH. Po osiągnięciu równoważności nachylenie dramatycznie się zmniejsza, a pH ponownie powoli rośnie z każdym dodaniem zasady. Punkt przegięcia, czyli punkt, w którym dolna krzywa przechodzi w górną, jest punktem równoważnikowym.
Po ustaleniu punktu równoważności, łatwo jest znaleźć połowę punktu równoważności, ponieważ znajduje się on dokładnie w połowie drogi między punktem równoważności a początkiem na osi x.
Znaczenie punktu połowicznego równoważności
Równanie Hendersona-Hasselbalcha podaje zależność między pH roztworu kwaśnego a stałą dysocjacji kwasu: pH = pKa + log ([A-]/[HA]), gdzie [HA] jest stężeniem pierwotnego kwasu, a [A-] jest jego sprzężoną bazą. W punkcie równoważnikowym dodano wystarczającą ilość zasady, aby całkowicie zneutralizować kwas, więc w punkcie półrównoważności stężenia kwasu i zasady są równe. Dlatego loguj ([A-]/[HA]) = log 1 = 0 i pH = pKa.
Rysując linię pionową od wartości objętości połówkowej równoważności do wykresu, a następnie linię poziomą do osi y, można bezpośrednio wyprowadzić stałą dysocjacji kwasu.
