Теория кислотно-основного титрования

В химии титрование - это процесс, с помощью которого химик может с хорошей точностью определить концентрацию раствора, если он знает, какое вещество в нем содержится. Это может быть очень удобно для определения концентраций кислот и оснований, таких как соляная кислота и гидроксид натрия. Обычно химик по капле добавляет второй раствор, пока смесь внезапно не изменит цвет, сигнализируя об окончании титрования.

Раствор неизвестной концентрации называется «титром». Добавленный раствор называется «титрантом». При кислотно-основном титровании к титру добавляется достаточное количество титранта, чтобы его нейтрализовать. Итак, если титр является основанием, химик добавляет кислоту в качестве титра.

Лаборант добавляет к титру цветной индикатор, прежде чем он укажет точку нейтрализации. Это важно, потому что, если он добавит титрант слишком быстро, техник может пройти прямо к точке нейтрализации и не знать точно, сколько титранта потребовалось для его достижения.

При кислотно-основном титровании точка нейтрализации достигается при pH 7,0. Лакмус - хороший индикатор кислотно-основное титрование, потому что он меняет цвет при pH около 6,5 - достаточно близко, как будет объяснено ниже. ниже. Поскольку индикаторы вступают в реакцию с измеряемым раствором, их следует использовать умеренно - по возможности, всего несколько капель.

Точка, в которой титрант полностью нейтрализует весь титр, оставляя нейтральную воду, называется «точкой эквивалентности». Это когда титрант «израсходовал» весь титр. Кислота и основание полностью нейтрализовали друг друга. Пример такого рода взаимной отмены проиллюстрирован этой химической формулой:

HCl + NaOH -> NaCL + H₂O

В состоянии равновесия pH раствора составляет 7,0.

Если вы используете pH-метр, вы можете регулярно регистрировать pH по мере добавления титранта. График зависимости pH (в виде вертикальной оси) от объема титранта дает наклонную кривую, которая особенно крута вокруг точки эквивалентности. PH - это мера концентрации H3O + в растворе. Добавление одной или двух капель к нейтральному раствору сильно изменяет концентрацию H3O + в 10 и более раз. Удвоение добавленного количества почти не меняет концентрацию. Это то, что делает кривую титрования такой крутой в этой области и, следовательно, позволяет легко идентифицировать точку эквивалентности на графике. Поэтому количество титранта, необходимое для нейтрализации титра, легко точно определить количественно.

Кривая титрования также может отображать проводимость (в виде вертикальной оси) в зависимости от титранта. Кислоты и основания проводят электричество. Следовательно, вы можете измерить проводимость, вставив электроды в титр. Электроды будут прикреплены к батарее и амперметру (или вольтметру). Кривая титрования резко изменится в точке эквивалентности. В этом случае проводимость будет иметь заметный минимум в точке эквивалентности. Преимущество этого метода состоит в том, что он не нуждается в индикаторе, который мог бы вмешиваться или участвовать в реакции нейтрализации, влияя на ее результаты.