Syrabas-titreringsteori

I kemi är titrering en process genom vilken en kemist kan hitta koncentrationen av en lösning med god noggrannhet, om hon vet vilken substans som finns i den. Detta kan vara mycket praktiskt för att bestämma koncentrationerna av syror och baser, såsom saltsyra och natriumhydroxid. Vanligtvis lägger kemisten till en andra lösning, droppe för droppe, tills blandningen plötsligt ändrar färg och signalerar slutet på titreringen.

Lösningen med okänd koncentration kallas "titer". Den tillsatta lösningen kallas "titrerande". Vid syrabas-titrering tillsätts tillräckligt med titrer till titern för att neutralisera den. Så om titern är en bas lägger en kemist till en syra som titern.

En labtekniker lägger till en färgindikator i titern innan den anger neutraliseringspunkten. Detta är viktigt, för om han lägger till titreringen för snabbt kan teknikern gå rätt vid neutraliseringspunkten och inte veta exakt hur mycket titrerande som behövs för att nå den.

Vid syrabas-titrering inträffar neutraliseringspunkten vid ett pH av 7,0. Litmus är en bra indikator för en syrabas-titrering, eftersom den ändrar färg vid ett pH på cirka 6,5 ​​- tillräckligt nära, vilket kommer att förklaras Nedan. Eftersom indikatorer reagerar med den lösning som mäts bör de användas med måtta - bara några droppar om möjligt.

Den punkt vid vilken titreringen helt neutraliserar hela titern och lämnar neutralt vatten kallas ”ekvivalenspunkten”. Detta är när titreringen har "förbrukat" hela titern. Syran och basen har helt avlägsnat varandra. Ett exempel på denna typ av ömsesidig annullering illustreras i denna kemiska formel:

HCl + NaOH -> NaCL + H₂O

Vid jämvikt är lösningens pH 7,0.

Om du använder en pH-mätare kan du registrera pH regelbundet när titreringen tillsätts. Ett diagram av pH (som den vertikala axeln) mot titreringsvolymen skulle ge en sluttande kurva som är särskilt brant runt ekvivalenspunkten. PH är ett mått på H3O + -koncentrationen i en lösning. Lägga till en eller två droppar till en neutral lösning förändrar H3O + -koncentrationen kraftigt med en faktor 10 eller mer. Att fördubbla mängden som läggs till förändrar inte koncentrationen nästan lika mycket. Det är detta som gör titreringskurvan så brant i det ena området och gör därför ekvivalenspunkten så lätt att identifiera i diagrammet. Mängden titreringsmedel som behövs för att neutralisera titern är därför lätt att exakt kvantifiera.

En titreringskurva kan också kurva konduktivitet (som den vertikala axeln) mot titreringen. Syror och baser leder elektricitet. Därför kan du mäta konduktivitet genom att sätta in elektroder i titern. Elektroderna skulle fästas på ett batteri och en amperemeter (eller voltmeter). Titreringskurvan ändras kraftigt vid ekvivalenspunkten. I detta fall kommer ledningsförmågan att ha ett märkbart minimum vid ekvivalenspunkten. Denna metod har fördelen att det inte behövs en indikator som kan störa eller delta i neutraliseringsreaktionen, vilket påverkar dess resultat.