วิธีหาจุดสมมูลครึ่งหนึ่งในกราฟการไทเทรต

นักเคมีมักจะบันทึกผลลัพธ์ของการไทเทรตกรดบนแผนภูมิที่มีค่า pH บนแกนแนวตั้งและปริมาตรของเบสที่เติมบนแกนนอน ทำให้เกิดเส้นโค้งที่ค่อยๆ สูงขึ้นจนถึงจุดหนึ่ง เริ่มสูงขึ้นอย่างชัน จุดนี้เรียกว่าจุดสมมูลเกิดขึ้นเมื่อกรดถูกทำให้เป็นกลาง จุดสมมูลครึ่งหนึ่งอยู่กึ่งกลางระหว่างจุดสมมูลกับจุดกำเนิด นี่คือจุดที่ pH ของสารละลายเท่ากับค่าคงที่การแยกตัว (pKa) ของกรด

ในการทดลองการไทเทรตทั่วไป ผู้วิจัยจะเพิ่มเบสลงในสารละลายกรดในขณะที่วัดค่า pH ด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งจากหลายวิธี วิธีหนึ่งที่ใช้กันทั่วไปคือการใช้ตัวบ่งชี้ เช่น สารสีน้ำเงิน ซึ่งจะเปลี่ยนสีเมื่อค่า pH เปลี่ยนไป วิธีการอื่นๆ ได้แก่ การใช้สเปกโทรสโกปี โพเทนชิออมิเตอร์ หรือเครื่องวัดค่า pH

เมื่อความเข้มข้นของเบสเพิ่มขึ้น ค่า pH มักจะเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ จนกระทั่งสมดุล เมื่อกรดถูกทำให้เป็นกลาง เมื่อถึงจุดนี้ การเพิ่มเบสมากขึ้นจะทำให้ pH เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว หลังจากถึงจุดสมดุลแล้ว ความชันจะลดลงอย่างมาก และค่า pH จะเพิ่มขึ้นอีกครั้งอย่างช้าๆ ทุกครั้งที่เติมฐาน จุดเปลี่ยนเว้าซึ่งเป็นจุดที่เส้นโค้งล่างเปลี่ยนเป็นจุดบนคือจุดสมมูล

หลังจากกำหนดจุดสมมูลแล้ว จะหาจุดสมมูลครึ่งหนึ่งได้ง่าย เพราะอยู่กึ่งกลางระหว่างจุดสมมูลกับจุดกำเนิดบนแกน x พอดี

สมการ Henderson-Hasselbalch ให้ความสัมพันธ์ระหว่าง pH ของสารละลายที่เป็นกรดกับค่าคงที่การแยกตัวของกรด: pH = pKa + log ([A^-]/[HA]) โดยที่ [HA] คือความเข้มข้นของกรดดั้งเดิมและ [A^-] เป็นฐานคอนจูเกต ที่จุดสมมูล เติมเบสให้เพียงพอเพื่อทำให้กรดเป็นกลางอย่างสมบูรณ์ ดังนั้นที่จุดสมมูลครึ่งหนึ่ง ความเข้มข้นของกรดและเบสจะเท่ากัน ดังนั้น บันทึก ([A^-]/[HA]) = บันทึก 1 = 0 และ pH = pKa

โดยการวาดเส้นแนวตั้งจากค่าปริมาตรที่เทียบเท่าครึ่งหนึ่งไปยังแผนภูมิ จากนั้นจึงลากเส้นแนวนอนไปยังแกน y จึงสามารถหาค่าคงที่การแยกตัวของกรดได้โดยตรง