Kimyagerler, bir çözeltide çözünmüş bir maddenin konsantrasyonunu bulmaları gerektiğinde, genellikle titrasyon adı verilen bir teknik kullanırlar. Kimyager, çözünen maddenin tamamı nötralize olana kadar çözünen ile reaksiyona giren bir kimyasal ekleyerek, başlangıçta ne kadar bulunduğunu ve dolayısıyla çözeltinin konsantrasyonunu belirleyebilir. Asitler ve bazlarla titrasyon problemleri, kimya dersinde ödev ve testlerde yaygın olarak verilen ödevlerdir.
Analitin (çözeltide çözünen kimyasal) ve titrantın (çözünen nötralize etmek için eklenen kimyasal) güçlü asitler mi yoksa bazlar mı olduğunu belirleyin. Asit, proton veren bir maddedir, baz ise proton alan bir maddedir. Çözünen bir baz ise, titrant bir asit olacaktır ve bunun tersi de geçerlidir. Hidroklorik asit, nitrik asit, sülfürik asit, perklorik asit, hidrobromik asit ve hidroiyodik asit en yaygın olanlarıdır. güçlü asitler, lityum, sodyum, potasyum, rubidyum, kalsiyum, stronsiyum ve baryum hidroksitler ise güçlü bazlardır. Yaygın asit ve bazların listesi için Kaynaklar bölümündeki bağlantıya bakın.
Titrasyon reaksiyonunun ürününün nötr tuz mu yoksa bazik/asidik tuz mu olacağını belirleyin. Güçlü bir baz ve güçlü bir asit reaksiyona girdiğinde, ürün nötr bir tuzdur (pH 7 olan bir tuz); örneğin hidroklorik asit ve sodyum hidroksit arasındaki reaksiyon, ne bazik ne de asidik olan sodyum klorür verir. Bununla birlikte, zayıf bir bazla reaksiyona giren güçlü bir asit, asidik bir tuz üretirken, zayıf bir asitle reaksiyona giren güçlü bir baz, bir bazik tuz üretir. Titrasyonlar, zayıf bir asit ve zayıf bir bazın bir kombinasyonu ile hemen hemen hiç yapılmaz, çünkü bu tür bir titrasyon için eşdeğerlik noktasını bulmak daha zor olacaktır.
Bildiklerinizi yazın ve sorunun ne istediğini anlayın. Genellikle bu tür bir ev ödevi veya test problemi size titrant ve analitin kimliklerini, analitin hacmini ve titrantın konsantrasyonunu verir. Problem size eşdeğerliğe (tüm çözünenlerin nötralize edildiği nokta) ulaşmak için gereken titrant miktarını verebilir ve pH'ı şu noktada bulmanızı isteyebilir. eşdeğerlik ve orijinal çözeltinin konsantrasyonu veya size hem titrantın hem de çözünen maddenin konsantrasyonunu verebilir ve ardından her aşamada pH'ı bulmanızı isteyebilir. reaksiyon. Her problem türü farklı bir strateji gerektirecektir.
Asit ve baz arasındaki reaksiyon için dengeli kimyasal denklemi yazın (bu tipik olarak size problemde de verilecektir). Kimyasal denklemi kullanarak reaktanların oranını belirleyin, yani bir kimyasalın diğer bir molekülü ile reaksiyona girmesi için kaç molekülün gerekli olduğunu belirleyin.
Sorun sizden isterse, reaksiyonun her adımında pH'ı hesaplamak için size verilen verileri kullanın (değilse, bu adımı atlayın ve Adım 6'ya geçin). Analit ve titrantın kimliklerine bağlı olarak dört olasılık vardır.
1) Analit kuvvetli bir asit ve titrant kuvvetli bir baz ise, pH, analit konsantrasyonunun sadece negatif logaritmasıdır. Analit konsantrasyonunu bulmak için, bu noktaya kadar eklenen titrantın mol sayısını çıkarın, ardından toplam hacme bölün (ilk analit hacmi + eklenen titrant hacmi).
2) Analit güçlü bir baz ve titrant güçlü bir asit ise, izlediğiniz adımlar aynıdır. Analit konsantrasyonunun negatif logunun size pOH yerine pOH vermesi dışında (1)'deki gibi pH. pOH'yi pH'a dönüştürmek için 14'ten çıkarın.
3) Analit zayıf bir asit ve titrant güçlü bir baz ise, Henderson-Hasselbalch denklemini kullanın, pH = pKa + log ( [konjugat baz konsantrasyonu] / kalan zayıf asit konsantrasyonu). Eşlenik baz miktarı, şimdiye kadar eklediğiniz titrant miktarına eşittir; konsantrasyonu bulmak için toplam hacme bölün. Birçok zayıf asit için pKa değerleri, Kaynaklar bölümünde bağlantılı tabloda listelenmiştir.
4) Analit zayıf bir baz ve titrant güçlü bir asit ise, diğer formu kullanın. Henderson-Hasselbalch denklemi, pOH = pKb + log ( [eşlenik asit konsantrasyonu] / kalan zayıf baz konsantrasyon). Daha sonra 14'ten çıkararak pOH'den pH'a dönüştürün.
Sorun sizden bunu istiyorsa, pH'ı eşdeğerde bulun. Kuvvetli bir asit ile kuvvetli bir baz çifti için eşdeğerlikteki pH 7'dir. Güçlü bir asit titran ve zayıf baz analit için, başlangıçta mevcut olan zayıf bazın mol sayısını alın ve yeni toplam hacme bölün. (analitin orijinal hacmi + eşdeğerliğe ulaşmak için eklenen titrant hacmi) konsantrasyonu bulmak için, ardından bunun negatif logunu alın konsantrasyon. Zayıf asit analiti ile güçlü bir baz titrantının prosedürü aynıdır, ancak bir kez aldınız mı? negatif log, pH yerine pOH'ye sahip olacaksınız, bu yüzden onu çıkararak pH'a dönüştürmeniz gerekir. 14.
Sorun sizden bunu istiyorsa, analitin orijinal konsantrasyonunu bulun. Eşdeğerliğe ulaşmak için eklenen titrant hacmi, titrantın molaritesi veya konsantrasyonu ile çarpıldığında size eklenen titrantın mol sayısını verecektir. Adım 4'te bulduğunuz reaktanlar arasındaki oran ile çarpılan eklenen titrant mol sayısı, orijinal olarak mevcut analitin mol sayısına eşittir. Analit konsantrasyonunu bulmak için analitin mol sayısını analitin orijinal hacmine bölün.
İpuçları
Bu prosedür, nötralizasyon reaksiyonunda asit ve baz arasında 1'e 1 oranında bir oran olduğunu varsayar - ki bu tipik olarak bir genel kimya sınavında göreceğiniz türden bir problemdir.
Uyarılar
Eşdeğerlikte veya öncesinde konsantrasyonları bulurken, eklediğiniz titrantın hacmini hesaba katın.