Када хемичари треба да пронађу концентрацију супстанце растворене у раствору, често користе технику која се назива титрација. Додавањем хемикалије која реагује са раствореном супстанцом док се сва растворена маса не неутралише, хемичар може утврдити колико је првобитно било - а тиме и концентрација раствора. Проблеми са титрацијом киселина и база су уобичајени задаци код домаћих задатака и тестова на часу хемије.
Утврдите да ли су аналит (хемикалија растворена у раствору) и титрант (хемикалија додата за неутрализацију растворене супстанце) јаке киселине или базе. Киселина је супстанца која одаје протоне, док је база супстанца која заузима протоне. Ако је растворљена супстанца база, титрант ће бити киселина и обрнуто. Хлороводонична киселина, азотна киселина, сумпорна киселина, хлороводонична киселина, бромоводонична киселина и јодоводонична киселина су уобичајени јаке киселине, док су литијум, натријум, калијум, рубидијум, калцијум, стронцијум и баријум хидроксиди јаке базе. За листу уобичајених киселина и база, погледајте везу у одељку Ресурси.
Утврдити да ли ће производ реакције титрације бити неутрална со или базна / кисела со. Када јака база и јака киселина реагују, производ је неутрална со (со са пХ 7); на пример, реакција између хлороводоничне киселине и натријум хидроксида даје натријум хлорид, који није ни базични ни кисели. Јака киселина која реагује са слабом базом, међутим, производи киселу со, док јака база која реагује са слабом киселином даје базну со. Титрације се ретко изводе са комбинацијом слабе киселине и слабе базе, јер би било теже пронаћи тачку еквиваленције за ову врсту титрације.
Запишите шта знате и схватите шта проблем тражи. Оваква домаћа задаћа или проблем са тестом обично вам дају идентитет титранта и аналита, запремину аналита и концентрацију титранта. Проблем вам може дати потребну количину титранта за постизање еквиваленције (тачка у којој је сва растворена супстанца неутралисана) и тражити од вас да пронађете пХ на еквиваленција и концентрација оригиналног раствора, или вам може дати концентрацију и титранта и растворене супстанце, а затим затражити да пронађете пХ у свакој фази реакција. Свака врста проблема захтеваће другачију стратегију.
Запишите уравнотежену хемијску једначину за реакцију између киселине и базе (ово ће вам обично бити дато и у задатку). Одредите однос реактаната помоћу хемијске једначине, тј. Колико молекула једне хемикалије је потребно да би се реаговало са једним молекулом другог.
Користите податке који су вам дати да бисте израчунали пХ у сваком кораку реакције ако вас проблем тражи (ако не, прескочите овај корак и пређите на 6. корак). У зависности од идентитета аналита и титранта, постоје четири могућности.
1) Ако је аналит јака киселина, а титрант јака база, пХ је само негативни лог концентрације аналита. Да бисте пронашли концентрацију аналита, одузмите број молова титранта додатог до ове тачке, а затим поделите са укупном запремином (почетна запремина аналита + запремина додатог титранта).
2) Ако је аналит јака база, а титрант јака киселина, кораци које следите су исти као у (1), осим што ће вам негативни лог концентрације аналита дати пОХ уместо пХ. Да бисте претворили пОХ у пХ, одузмите га од 14.
3) Ако је аналит слаба киселина, а титрант јака база, користите Хендерсон-Хасселбалцх-ову једначину, пХ = пКа + лог ([концентрација коњуговане базе] / преостала концентрација слабе киселине). Количина коњуговане базе једнака је количини титранта који сте до сада додали; поделите са укупном запремином да бисте пронашли концентрацију. Вредности пКа за многе слабе киселине наведене су у табели која је повезана са одељком Ресурси.
4) Ако је аналит слаба база, а титрант јака киселина, употребите други облик Хендерсон-Хасселбалцхова једначина, пОХ = пКб + лог ([концентрација коњуговане киселине] / преостала слаба база концентрација). Затим претворите из пОХ у пХ одузимањем од 14.
Пронађите пХ еквивалентности ако проблем од вас то тражи. За јаку киселину упарену са јаком базом, пХ у еквиваленцији је 7. За јаки киселински титрант и аналит слабе базе узмите број првобитно присутних молова слабе базе и поделите са новом укупном запремином (оригинална запремина аналита + запремина титранта додата да би се постигла еквиваленција) да би се пронашла концентрација, а затим узети негативни лог овог концентрација. Процедура за јаки базни титрант са аналитом слабе киселине је иста, осим оне која је узета негативни лог имаћете пОХ, а не пХ, па га морате претворити у пХ одузимањем од 14.
Пронађите оригиналну концентрацију аналита ако проблем захтева од вас. Количина титраната која је додата да би се постигла еквиваленција помножена са моларношћу или концентрацијом титранта даће вам број доданих молова титранта. Број доданих молова титранта, помножен са односом између реактаната које сте пронашли у кораку 4, једнак је броју првобитно присутних молова аналита. Поделите број молова аналита са оригиналном запремином аналита да бисте пронашли концентрацију аналита.
Савети
Овај поступак претпоставља однос 1: 1 између киселине и базе у реакцији неутрализације - што је обично врста проблема коју ћете видети на квизу опште хемије.
Упозорења
Када налазите концентрације на или пре еквиваленције, узмите у обзир количину титранта који сте додали.