Τιτλοδότηση οξέος βάσης

Μια τιτλοδότηση οξέος-βάσης είναι μια ποσοτική ανάλυση οξέων και βάσεων στην οποία ένα οξύ ή βάση γνωστής συγκέντρωσης εξουδετερώνει ένα οξύ ή βάση άγνωστης συγκέντρωσης. Σε αυτή τη διαδικασία, ένα οξύ ή μια βάση γνωστής συγκέντρωσης εξουδετερώνει ένα οξύ ή βάση άγνωστης συγκέντρωσης.

Μπορούν να χρησιμοποιηθούν οπτικοί δείκτες, ηλεκτρόδια pH ή συνδυασμός των δύο για την παρακολούθηση της προόδου της τιτλοδότησης.

Στο σημείο ισοδυναμίας, η ποσότητα οξέος ή βάσης που υπάρχει στον άγνωστο αναλύτη έχει εξουδετερωθεί πλήρως. Εάν γνωρίζετε την ποσότητα οξέος ή βάσης που υπάρχει στο άγνωστο διάλυμα, μπορείτε να υπολογίσετε τη συγκέντρωσή του χρησιμοποιώντας τον όγκο και τη συγκέντρωση του τιτλοδοτητή που υπάρχει στο σημείο ισοδυναμίας.

Χρησιμοποιώντας το pH του διαλύματος της αναλυόμενης ουσίας και τη σταθερά διάστασης οξέος (pKa) του οξέος ή τη σταθερά διάστασης βάσης (pKb) της βάσης στο διάλυμα της αναλυόμενης ουσίας, είναι δυνατός ο προσδιορισμός της συγκέντρωσης (μοριακότητας) του διαλύματος της αναλυόμενης ουσίας. Μια εναλλακτική μέθοδος για την εξαγωγή του pKa είναι η κατασκευή μιας καμπύλης τιτλοδότησης με γνωστή συγκέντρωση διαλύματος στην περίπτωση διαλυμάτων αναλυόμενης ουσίας με άγνωστες συγκεντρώσεις.

Αλκαλιμετρία και οξυμετρία:

Η αλκαλιμετρία και η οξινομετρία είναι και οι δύο τύποι ογκομετρικής ανάλυσης στην οποία η θεμελιώδης αντίδραση είναι μια αντίδραση εξουδετέρωσης, σε αντίθεση με άλλους τύπους ογκομετρικής ανάλυσης. Οξινομετρία είναι η εξειδικευμένη αναλυτική εφαρμογή της ογκομέτρησης οξέος-βάσης για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης μιας βασικής (συνώνυμης με αλκαλική) ουσίας χρησιμοποιώντας ένα πρότυπο οξύ ως σημείο εκκίνησης. Στην αλκαλιμετρία, εφαρμόζεται η ίδια έννοια με την εξειδικευμένη αναλυτική ογκομέτρηση οξέος-βάσης, αλλά αυτή τη φορά σε μια όξινη ουσία που χρησιμοποιεί τυπική βάση αντί για τυπικό οξύ.

Επιλογή δείκτη:

Προκειμένου να ανιχνευθεί το τελικό σημείο της ογκομέτρησης, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί ένας δείκτης pH που είναι κατάλληλος για την περίσταση. Η αλλαγή χρώματος ή άλλο αποτέλεσμα θα πρέπει να συμβεί κοντά στο σημείο ισοδυναμίας της αντίδρασης, προκειμένου ο πειραματιστής να μπορεί να προσδιορίσει με ακρίβεια πότε έχει επιτευχθεί το σημείο ισοδυναμίας. Ακολουθούν ορισμένες οδηγίες για την εκτίμηση του pH του ισοδυναμικού σημείου.

• Παρουσία ισχυρού οξέος, μια ισχυρή βάση θα αντιδράσει για να σχηματίσει ένα ουδέτερο (pH =7) διάλυμα.
• Παρουσία ισχυρού οξέος, μια ασθενής βάση θα αντιδράσει για να σχηματίσει ένα όξινο διάλυμα (pH μικρότερο από 7).
• Ένα ασθενές οξύ θα αντιδράσει με μια ισχυρή βάση για να σχηματίσει ένα βασικό διάλυμα (pH> 7) όταν τα δύο αντιδράσουν μαζί.

Εάν οι δύο ουσίες είναι ίσης ισχύος, το pH ισοδυναμίας θα εξουδετερωθεί. Είναι σπάνιο να χρησιμοποιούνται αδύναμα οξέα σε ογκομέτρηση έναντι αδύναμων βάσεων, επειδή η αλλαγή χρώματος που υποδεικνύεται από τον δείκτη είναι συχνά ταχεία, γεγονός που καθιστά δύσκολο για τον παρατηρητή να παρατηρήσει την αλλαγή στο χρώμα.

Το τελικό σημείο είναι το σημείο στο οποίο αλλάζει το χρώμα της ένδειξης.

Καμπύλη και διάγραμμα ογκομέτρησης βάσης οξέος:

Σε μια ογκομέτρηση, το σημείο ισοδυναμίας είναι το σημείο στο οποίο έχει προστεθεί η ίδια ποσότητα γραμμομορίων ιόντων υδροξειδίου, όπως υπάρχουν γραμμομόρια ιόντων υδρογόνου, έχει προστεθεί ακριβώς για άλλη μια φορά. Είναι δυνατό να πραγματοποιηθεί τιτλοδότηση εάν η βάση προστεθεί από την προχοΐδα και το οξύ έχει μετρηθεί με ακρίβεια σε μια φιάλη. Κάθε καμπύλη ογκομέτρησης έχει ένα χαρακτηριστικό σχήμα που αντιστοιχεί στον τύπο της οξεοβασικής τιτλοδότησης που εκτελείται.

Το pH του διαλύματος δεν αλλάζει με προβλέψιμο τρόπο καθώς εισάγεται το οξύ. Κάθε καμπύλη περιέχει οριζόντιες τομές όπου μπορεί να προστεθεί μεγάλος αριθμός βάσεων χωρίς να αλλοιωθεί σημαντικά το pH. Εκτός από το ασθενές οξύ και την ασθενή βάση, όπου μια μόνο σταγόνα βάσης μπορεί να προκαλέσει αλλαγή του pH κατά πολλές μονάδες, κάθε καμπύλη έχει ένα απότομο τμήμα, με εξαίρεση το ασθενές οξύ και την ασθενή βάση. Παρά το γεγονός ότι το σημείο ισοδυναμίας δεν επικεντρώνεται στο pH 7, υπάρχει μια σημαντική αλλαγή στο pH σε αυτό το σημείο. Αυτό είναι σημαντικό όταν αποφασίζετε για τους δείκτες που θα χρησιμοποιηθούν για κάθε τύπο ογκομέτρησης.

Συμπέρασμα:

Είναι μια μέθοδος ποσοτικής ανάλυσης που προσδιορίζει τη συγκέντρωση ενός οξέος ή μιας βάσης εξουδετερώνοντάς το ακριβώς με ένα πρότυπο διάλυμα βάσης ή οξέος που έχει γνωστή συγκέντρωση στο υπό δοκιμή διάλυμα. Η πρόοδος της αντίδρασης οξέος-βάσης παρακολουθείται με τη βοήθεια ενός δείκτη pH. Μια τιτλοδότηση οξέος-βάσης είναι μια ποσοτική ανάλυση οξέων και βάσεων στην οποία ένα οξύ ή βάση γνωστής συγκέντρωσης εξουδετερώνει ένα οξύ ή μια βάση άγνωστης συγκέντρωσης.

Με την παρουσία ενός ισχυρού οξέος, μια ισχυρή βάση θα αντιδράσει για να σχηματίσει ένα ουδέτερο (pH =7) διάλυμα. Παρουσία ενός ισχυρού οξέος, μια ασθενής βάση θα αντιδράσει για να σχηματίσει ένα όξινο διάλυμα (pH μικρότερο από 7). Ένα ασθενές οξύ θα αντιδράσει με μια ισχυρή βάση για να σχηματίσει ένα βασικό διάλυμα (pH> 7) όταν τα δύο αντιδράσουν μαζί.

Είναι δυνατό να πραγματοποιηθεί τιτλοδότηση εάν η βάση προστεθεί από την προχοΐδα και το οξύ έχει μετρηθεί με ακρίβεια σε μια φιάλη. Κάθε καμπύλη ογκομέτρησης έχει ένα χαρακτηριστικό σχήμα που αντιστοιχεί στον τύπο της οξεοβασικής τιτλοδότησης που εκτελείται.