V chémii je titrácia proces, pomocou ktorého chemička dokáže s vysokou presnosťou zistiť koncentráciu roztoku, ak vie, aká látka je v ňom. To môže byť veľmi užitočné pri určovaní koncentrácií kyselín a zásad, ako sú kyselina chlorovodíková a hydroxid sodný. Chemikália zvyčajne pridáva po kvapkách druhé riešenie, kým zmes náhle nezmení farbu, čo signalizuje koniec titrácie.
Základný proces
Roztok neznámej koncentrácie sa nazýva „titer“. Pridaný roztok sa nazýva „titrant“. Pri acidobázickej titrácii sa k titru pridá toľko titrantu, aby sa neutralizoval. Takže ak je titrom báza, chemik pridá ako titer kyselinu.
Laboratórny technik pridá k titru farebný indikátor skôr, ako indikuje neutralizačný bod. To je dôležité, pretože ak pridá titrant príliš rýchlo, technik môže ísť presne o neutralizačný bod a nevie presne, koľko titrantu bolo potrebné na jeho dosiahnutie.
Ukazovatele
Pri acidobázickej titrácii sa neutralizačný bod vyskytuje pri pH 7,0. Lakmus je dobrý indikátor pre acidobázická titrácia, pretože mení farbu pri pH okolo 6,5 - dostatočne blízko, ako bude vysvetlené nižšie. Pretože indikátory reagujú s meraným roztokom, mali by sa používať s mierou - pokiaľ je to možné, len pár kvapiek.
Bod ekvivalencie
Bod, v ktorom titrant úplne neutralizuje všetok titer a ponechá neutrálnu vodu, sa nazýva „bod ekvivalencie“. To je prípad, keď titrant „spotreboval“ celý titer. Kyselina a zásada sa navzájom úplne zrušili. Príklad tohto druhu vzájomného zrušenia je znázornený v tomto chemickom vzorci:
HCl + NaOH -> NaCl + H2O
V rovnovážnom stave je pH roztoku 7,0.
Titračná krivka
Ak používate pH meter, môžete pravidelne pridávať titrant a zaznamenávať pH. Graf pH (ako vertikálna os) proti objemu titrantu by vytvoril sklonenú krivku, ktorá je obzvlášť strmá okolo bodu ekvivalencie. PH je mierou koncentrácie H3O + v roztoku. Pridanie jednej alebo dvoch kvapiek do neutrálneho roztoku výrazne zmení koncentráciu H3O +, a to najmenej 10-krát. Zdvojnásobenie pridaného množstva nezmení koncentráciu ani tak veľmi. Vďaka tomu je titračná krivka v tejto jednej oblasti taká strmá, a preto je v grafe tak ľahko identifikovateľný bod ekvivalencie. Množstvo titrantu potrebné na neutralizáciu titra sa preto dá ľahko presne kvantifikovať.
Potenciometrická titrácia
Titračná krivka môže tiež zobrazovať vodivosť (ako vertikálnu os) proti titrantu. Kyseliny a zásady vedú elektrinu. Preto môžete merať vodivosť vložením elektród do titra. Elektródy by boli pripojené k batérii a ampérmetru (alebo voltmetru). Titračná krivka sa bude prudko meniť v bode ekvivalencie. V takom prípade bude mať vodivosť v bode ekvivalencie znateľné minimum. Výhodou tejto metódy je, že nie je potrebný indikátor, ktorý by mohol zasahovať alebo sa podieľať na neutralizačnej reakcii a ovplyvňovať jej výsledky.