Asit baz titrasyonu - Acid–base titration

Titrasyon NaOH HCl PP.ogv

Bir asit-baz titrasyonu için bir yöntemdir kantitatif analiz saptanması için konsantrasyon , bir bir asit ya da baz tam tarafından nötralize bir ile standart çözelti baz ya da asit bilinen bir konsantrasyon içeren bir. Asit-baz reaksiyonunun ilerleyişini izlemek için bir pH göstergesi kullanılır . Eğer asit ayrışma sabiti (s K bir asit veya baz ayrışma sabitinin (s) K B içinde baz) analit çözeltisi bilinmektedir, bunun çözelti konsantrasyonu ( molarite ) belirlenebilir. Alternatif olarak, p K bir analit çözelti oluşturarak bilinen bir çözelti konsantrasyonu ise tespit edilebilir titrasyon eğrisini .

Alkalimetri ve asidimetri

Alkalimetri ve asidimetri, temel reaksiyonun bir nötralizasyon reaksiyonu olduğu bir tür hacimsel analizdir. Asidimetri, standart asit kullanarak bazik (alkali ile eşanlamlı) maddelerin konsantrasyonunu belirlemek için asit-baz titrasyonunun özel analitik kullanımıdır. Alkalimetri, özel analitik asit-baz titrasyonu ile aynı konsepttir, ancak standart baz kullanan asidik bir madde için.

Gösterge seçimi

İndikatör olarak fenolftalein kullanan bir asit-baz titrasyonu. Konik şişe, son noktaya henüz ulaşan çözelti içeriyordu.

Titrasyonun bitiş noktasını tespit etmek için uygun bir pH indikatörü seçilmelidir. Renk değişikliği veya başka bir etki , reaksiyonun eşdeğer noktasına yakın bir yerde gerçekleşmelidir, böylece deneyci bu noktaya ne zaman ulaşıldığını doğru bir şekilde belirleyebilir. Eşdeğerlik noktasının pH'ı aşağıdaki kurallar kullanılarak tahmin edilebilir:

  • Güçlü bir asit, nötr (pH = 7) bir çözelti oluşturmak için güçlü bir bazla reaksiyona girecektir.
  • Güçlü bir asit, asidik (pH <7) bir çözelti oluşturmak için zayıf bir bazla reaksiyona girecektir.
  • Zayıf bir asit, bazik (pH> 7) bir çözelti oluşturmak için güçlü bir bazla reaksiyona girecektir.

Zayıf bir asit, zayıf bir bazla reaksiyona girdiğinde, eşdeğerlik noktası çözeltisi, baz daha güçlü ise bazik, asit daha güçlü ise asidik olacaktır. Her ikisi de eşit güçte ise eşdeğer pH nötr olacaktır. Bununla birlikte, zayıf asitler genellikle zayıf bazlara karşı titre edilmez çünkü gösterge ile gösterilen renk değişimi genellikle hızlıdır ve bu nedenle gözlemcinin renk değişikliğini görmesi çok zordur.

Göstergenin renk değiştirdiği noktaya bitiş noktası denir . Uygun bir gösterge seçilmelidir, tercihen reaksiyonun eşdeğer noktasına yakın bir renk değişikliği (bir bitiş noktası) yaşayacak olan bir gösterge seçilmelidir.

Matematiksel analiz: zayıf asit titrasyonu

Zayıf asidin güçlü baz ile titrasyonu

Güçlü bir baz çözeltisi ile titre edilen zayıf bir asit çözeltisinin pH'ı , yol boyunca farklı noktalarda bulunabilir. Bu noktalar dört kategoriden birine girer:

  1. ilk pH
  2. eşdeğerlik noktasından önceki pH
  3. eşdeğerlik noktasında pH
  4. eşdeğerlik noktasından sonraki pH

daha titiz bir hesaplama için bir RICE tablosu kullanmak gerekir. Aslında aşağıdaki denklemler, RICE grafiğinin basitleştirilmesidir.

Baz titrantla titrasyon animasyonu
  1. İlk pH , denklem kullanılarak sudaki zayıf asit çözeltisi için yaklaşık olarak hesaplanır.
    ayrışma sabiti nerede , asit konsantrasyonu ve hidronyum iyonlarının başlangıç ​​konsantrasyonudur (mol / L'ye bölünür).
  2. Eşdeğerlik noktasından önceki pH, kalan zayıf asit miktarına ve oluşan eşlenik baz miktarına bağlıdır. PH yaklaşık olarak Henderson – Hasselbalch denklemi ile hesaplanabilir :
    ile
    = asidin başlangıç ​​konsantrasyonu, mol / L'ye bölünür.
    = eklenen baz konsantrasyonu, mol / L'ye bölünür.
    = asidin başlangıç ​​hacmi.
    = eklenen bazın hacmi.
  3. Eşdeğerlik noktasında zayıf asit tüketilir ve eşlenik bazına dönüştürülür. PH, 7'den büyük olacaktır ve aşağıdaki ilişkilerden türetilen bir denklemden hesaplanabilir:
    ile
    Bir asit bir bazı nötralize ettiğinde, pH'ın nötr olabileceğini veya olmayabileceğini unutmayın (pH = 7). PH, asit ve bazın kuvvetine bağlıdır.
  4. Eşdeğerlik noktasından sonra, çözelti iki baz içerecektir: asidin eşlenik bazı ve titrantın güçlü bazı. Bununla birlikte, titrantın tabanı, asidin eşlenik bazından daha güçlüdür. Bu nedenle, bu bölgedeki pH, güçlü baz tarafından kontrol edilir. Bu nedenle, pH aşağıdakiler kullanılarak bulunabilir:
    dengeye kadar eklenen baz hacim nerede .

Tek formül

Daha doğrusu, zayıf bir asidin güçlü bir baz ile titrasyonunu baştan sona kadar açıklayan tek bir formül aşağıda verilmiştir:

burada "φ = titrasyonun tamamlanma oranı (φ <1 eşdeğerlik noktasından önce, φ = 1 eşdeğerlik noktası ve φ> 1 eşdeğerlik noktasından sonra)

= sırasıyla asit ve baz konsantrasyonları
= sırasıyla asit ve baz hacimleri
= iyonize olan zayıf asidin oranı
= asit için ayrışma sabiti
= sırasıyla H + ve OH - iyonlarının konsantrasyonları

Fotoğraf Galerisi

Grafik yöntemler

Titrasyon işlemi, saf asitten saf baza kadar değişen bileşimlerle çözeltiler oluşturur. Titrasyon sürecindeki herhangi bir aşamayla ilişkili pH'ı belirlemek, monoprotik asitler ve bazlar için nispeten basittir. Birden fazla asit veya baz grubunun varlığı, bu hesaplamaları karmaşıklaştırır. Eşitlik gibi grafik yöntemler, birleşik dengelerin etkileşimini hesaba katmak için uzun süredir kullanılmaktadır. Bu grafik çözüm yöntemlerinin uygulanması basittir, ancak nadiren kullanılırlar.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar

N-protik asitlerin titrasyonu için basit analitik formüller. N = 6'ya kadar herhangi bir sayıda N: 1-monoprotik, 2-diprotik için geçerlidir (örneğin EDTA).