Теорія титрування кислотної основи

У хімії титрування - це процес, за допомогою якого хімік може з хорошою точністю знайти концентрацію розчину, якщо вона знає, яка речовина в ньому знаходиться. Це може бути дуже зручно для визначення концентрацій кислот і основ, таких як соляна кислота та гідроксид натрію. Як правило, хімік додає другий розчин, по краплі, поки суміш раптово не змінить колір, сигналізуючи про закінчення титрування.

Розчин невідомої концентрації називається "титром". Доданий розчин називається «титрантом». При кислотно-лужному титруванні до титру додають достатньо титранту для його нейтралізації. Отже, якщо титр є основою, хімік додає кислоту як титр.

Лаборант додає кольоровий індикатор до титру, перш ніж він вказує точку нейтралізації. Це важливо, тому що якщо він додає титрант занадто швидко, технік може пройти прямо до точки нейтралізації і не знати точно, скільки титранту потрібно для його досягнення.

При кислотно-лужному титруванні точка нейтралізації відбувається при рН 7,0. Лакмус - хороший показник для кислотно-основне титрування, оскільки воно змінює колір при рН близько 6,5 - досить близько, як це буде пояснено нижче. Оскільки показники реагують із вимірюваним розчином, їх слід застосовувати в помірних кількостях - лише кілька крапель, якщо це можливо.

Точка, в якій титрант повністю нейтралізує весь титр, залишаючи нейтральну воду, називається "точкою еквівалентності". Це коли титрант «витратив» весь титр. Кислота і основа повністю виключають один одного. Приклад такого роду взаємних ануляцій проілюстрований у цій хімічній формулі:

HCl + NaOH -> NaCL + H₂О

У рівновазі рН розчину становить 7,0.

Якщо ви використовуєте рН-метр, ви можете реєструвати рН регулярно, коли додається титрант. Графік рН (як вертикальної осі) щодо об'єму титранту дасть похилу криву, яка особливо крута навколо точки еквівалентності. РН - міра концентрації H3O + у розчині. Додавання однієї або двох крапель до нейтрального розчину сильно змінює концентрацію H3O + у 10 разів або більше. Подвоєння доданої кількості не змінює концентрацію майже так само. Саме це робить криву титрування настільки крутою в тій самій області, а отже, робить точку еквівалентності настільки простою для ідентифікації на графіку. Тому кількість точного титрування, необхідного для нейтралізації титру, легко точно визначити кількісно.

Крива титрування також може графікувати провідність (як вертикальну вісь) щодо титранта. Кислоти та основи проводять електрику. Тому ви можете виміряти провідність, вставляючи електроди в титр. Електроди будуть прикріплені до батареї та амперметра (або вольтметра). Крива титрування буде змінюватися стрімко в точці еквівалентності. У цьому випадку провідність матиме помітний мінімум у точці еквівалентності. Цей метод має перевагу в тому, що йому не потрібен індикатор, який міг би втручатися або брати участь у реакції нейтралізації, впливаючи на її результати.