Уобичајени тип хемијског експеримента под називом титрација одређује концентрацију супстанце растворене у раствору. Киселинско-базне титрације, у којима се киселина и база међусобно неутралишу, су најчешћа врста. Тачка у којој је неутралисана сва киселина или база у аналиту (раствор који се анализира) назива се тачка еквиваленције; у зависности од киселине или базе у аналиту, неке титрације ће имати и другу тачку еквиваленције. Можете лако израчунати пХ раствора на другој тачки еквиваленције.
Утврдите да ли је киселина или база била присутна у аналиту, која врста киселине или базе је била присутна и колики је био садржај. Ако радите на овом питању за домаћи задатак, информације ће вам бити дате. Ако сте, с друге стране, управо извршили титрацију у лабораторији, прикупићете информације док сте вршили титрацију.
Запамтите да су дипротне киселине или базе (киселине / базе које могу да донирају или прихвате више од једног јона водоника) оне врсте које ће имати друге тачке еквиваленције. Подсетимо се такође да је Ка1 равнотежна константа (однос производа и реактаната) за прво донирање протона, док је Ка2 константа равнотеже за друго донирање протона. Потражите Ка2 за своју киселину или базу у референтном тексту или на табели на мрежи (погледајте Ресурси).
Одредите количину коњуговане киселине или базе у вашем аналиту. Ово ће бити еквивалентно количини првобитно присутне киселине или базе. Помножите оригиналну концентрацију аналита са његовом запремином. На пример, претпоставимо да започнете са 40 мл 1 моларне оксалне киселине. Концентрацију претворите у милилитре дељењем са 1000, а затим помножите ову запремину са њеном концентрацијом. Ово ће вам дати број првобитно присутних молова оксалне киселине: (40/1000) к 1 = 0,04. Присутан је 0,04 мола оксалне киселине.
Узмите запремину титранта (хемикалије коју сте додали током титрације) да бисте неутралисали киселину или базни аналит и додајте је запремини првобитно присутног аналита. Ово ће вам дати коначну количину. На пример, претпоставимо да је за постизање друге еквиваленције додато 80 мл 1 моларног НаОХ у 40 мл 1 моларне оксалне киселине. Израчун ће бити 80 мл титранта + 40 мл аналита = 120 мл коначне запремине.
Поделите број молова киселине или базе првобитно присутних у вашем аналиту са коначном запремином. Ово ће вам дати коначну концентрацију коњуговане киселине или базе. На пример, коначна запремина је 120 мл и првобитно је било 0,04 мола. Претворите мЛ у литре и поделите број молова са бројем литара: 120/1000 = 0,12 литра; 0,04 мола / 0,12 литра = 0,333 мола по литру.
Одредити Кб коњуговане базе (или Ка ако је коњугована киселина). Запамтите да је коњугована база врста која настаје када из киселине уклоните све протоне, док је коњугована киселина врста која настаје када донирате протоне у базу. Сходно томе, на 2. тачки еквиваленције, дипротна киселина (оксална киселина, на пример) биће потпуно депротонирана и њен Кб ће бити једнак 1 к 10 ^ -14 / други Ка за оксалну киселину. За базу, Ка у другој тачки еквиваленције биће једнак 1 к 10 ^ -14 / други Кб за дипротску базу. На пример, оксална киселина је аналит. Његова Ка је 5,4 к 10 ^ -5. Поделите 1 к 10 ^ -14 са 5,4 к 10 ^ -5: (1 к 10 ^ -14) / (5,4 к 10 ^ -5) = 1,852 к 10 ^ -10. Ово је Кб за потпуно депротонирани облик оксалне киселине, оксалатни јон.
Поставите једначину константе равнотеже у следећем облику: Кб = ([ОХ -] [коњугована киселина]) / [коњугована база]. Квадратне заграде представљају концентрацију.
Замените к ^ 2 за два члана на врху у једначини и решити за х како је приказано: Кб = к ^ 2 / [коњугована база]. На пример, концентрација натријум-оксалата била је 0,333 мола / Л, а његова Кб била је 1,852 к 10 ^ -10. Када су ове вредности прикључене, добија се следећи прорачун: 1,852 к 10 ^ -10 = к ^ 2 / 0,333. Помножите обе стране једначине са 0,333: 0,333 к (1,852 к 10 ^ -10) = к ^ 2; 6,167 к 10 ^ -11 = к ^ 2. Узмите квадратни корен обе стране да бисте решили к: (6.167 к 10 ^ -11) ^ 1/2 = к. Ово даје следеће: к = 7,85 к 10 ^ -6. Ово је концентрација хидроксидних јона у раствору.
Конвертујте из концентрације хидроксидног јона или јона водоника у пХ. Ако имате концентрацију јона водоника, само узмете негативни лог да претворите у пХ. Ако имате концентрацију хидроксид-јона, узмите негативни лог и одузмите свој одговор од 14 да бисте пронашли пХ. На пример, пронађена концентрација је била 7,85 к 10 ^ -6 мола по литру хидроксидних јона: лог 7,85 к 10 ^ -6 = -5,105, дакле, -лог 7,85 к 10 ^ -6 = 5,105.
Одузми свој одговор од 14. На пример, 14 - 5,105 = 8,90. ПХ у другој тачки еквиваленције је 8,90.
Ствари које ће вам требати
- Оловка
- Папир
- Калкулатор
Савети
Овим прорачуном није узета у обзир аутојонизација воде која може постати фактор у врло разблаженим растворима слабих база или киселина. Без обзира на то, то је добра процена за ове сврхе и врсту одговора коју ћете очекивати за ову врсту проблема.
