KAJ JE TOČKA ENAKOVREDNOSTI IN ČEMU SLUŽI? - KEMIJA - 2025

Točka enakovrednosti je tista, pri kateri sta dve kemikaliji popolnoma reagirali. Pri kislinsko-bazičnih reakcijah ta točka kaže, kdaj je bila nevtralizirana celotna kislina ali baza. Ta koncept je vsakdanji kruh in maslo volumetričnih titracij ali cen, določen pa je s preprostimi matematičnimi izračuni.

Toda kakšna je diploma? Gre za postopek, pri katerem se raztopini znane koncentracije, imenovani titrant, previdno doda raztopina neznane koncentracije, da se doseže njena koncentracija.

Vir: Pixabay

Uporaba indikatorja pH nam omogoča vedeti trenutek, ko se titracija konča. Indikatorju dodamo raztopino, ki jo titriramo, da količinsko določimo koncentracijo, ki jo želimo vedeti. Kislinski bazni indikator je kemična spojina, katere barva je odvisna od koncentracije vodika ali pH medija.

Vendar barvni premik indikatorja označuje končno točko titracije, ne pa tudi točke enakovrednosti. V idealnem primeru bi morale obe točki sovpadati; v resnici pa se lahko spremeni barva v nekaj kapljicah po zaključku nevtralizacije kisline ali baze.

Kaj je točka enakovrednosti?

Raztopino kisline z neznano koncentracijo, postavljeno v bučko, lahko titriramo s počasnim dodajanjem raztopine natrijevega hidroksida z znano koncentracijo z uporabo birete.

Izbira indikatorja je treba izvesti tako, da spremeni barvo tako, da je reagirala enaka količina kemijskih ekvivalentov raztopine titranta in raztopine neznane koncentracije.

To je točka enakovrednosti, medtem ko se točka, na kateri indikator spremeni barvo, imenuje končna točka, kjer se titracija konča.

Končna točka

Ionizacija ali disociacija indikatorja je predstavljena na naslednji način:

HIn + H ₂ O <=> V ^- + H ₃ O ⁺

In zato ima stalno Ka

Ka = /

Razmerje med nedociiranim indikatorjem (HIn) in disociiranim indikatorjem (In ^- ) določa barvo kazalca.

Dodajanje kisline poveča koncentracijo HIn in ustvari barvo indikatorja 1. Medtem je dodajanje baze ugodno za povečanje koncentracije disociiranega indikatorja (In ^- ) (barva 2).

Zaželeno je, da se enakovredna točka ujema s končno točko. Če želite to narediti, je izbran indikator z intervalom spreminjanja barve, ki vključuje točko enakovrednosti. Prav tako poskuša zmanjšati morebitne napake, ki povzročajo razliko med točko enakovrednosti in končno točko.

Standardizacija ali titracija raztopine je postopek, pri katerem se določi natančna koncentracija raztopine. To je metodološko stopnja, vendar je sledila drugačna strategija.

V bučko se postavi raztopina primarnega standarda in raztopina titranta, ki se standardizira, se doda z biretom.

Točka enakovrednosti titracije močne kisline z močno bazo

V bučko damo 100 ml 0,1 M HCl in skozi biret postopoma dodamo 0,1 M raztopino NaOH, s čimer določimo spremembe pH raztopine, ki izvira iz klorovodikove kisline.

Sprva pred dodajanjem NaOH je pH raztopine HCl 1.

Doda se močna baza (NaOH) in pH se postopoma zvišuje, vendar je to še vedno kisel pH, saj ta pH določa odvečno kislino.

Če NaOH še naprej dodajamo, pride čas, ko je dosežena enakovredna točka, kjer je pH nevtralen (pH = 7). Kislina je reagirala s porabljeno bazo, vendar presežka baze še ni.

Prevladuje koncentracija natrijevega klorida, ki je nevtralna sol (niti Na ⁺ niti Cl ^- ne hidrolizirata).

Če NaOH še naprej dodajamo, pH zaradi naraščajoče koncentracije NaOH še naprej narašča in postaja bolj osnoven kot enakovredna točka.

V idealnih razmerah naj bi barvna sprememba indikatorja pri pH = 7; vendar lahko zaradi ostre oblike titracijske krivulje uporabimo fenolftalein, ki se spremeni pri bledo roza barvi pri pH okoli 8.

Krivulja šibke titracije na bazi kisline

Vir: Quantumkinetics, iz Wikimedia Commons Titracijska krivulja za močno kislino z močno bazo je podobna zgornji sliki. Edina razlika med obema krivuljama je v tem, da ima prva veliko močnejšo spremembo pH; medtem ko pri krivulji titracije šibke kisline z močno bazo opazimo, da je sprememba postopna.

V tem primeru je šibka kislina, kot je ocetna kislina (CH ₃ COOH), se titrira z močno bazo, natrijev hidroksid (NaOH). Reakcijo, ki se pojavi pri titraciji, lahko opišemo na naslednji način:

NaOH + CH ₃ COOH => CH ₃ COO ^- Na ⁺ + H ₂ O

V tem primeru nastane acetatni pufer s pKa = 4,74. Puferirano območje lahko opazimo v rahli in skoraj neopazni spremembi pred pH 6.

Točka enakovrednosti, kot kaže slika, je približno 8,72 in ne 7. Zakaj? Ker je CH ₃ COO ^- anion, ki po hidrolizi ustvarja OH ^- , ki bazificira pH:

CH ₃ COO ^- + H ₂ O <=> CH ₃ COOH + OH ^-

Obdobja

Titracijo ocetne kisline z natrijevim hidroksidom lahko za analizo razdelimo na 4 stopnje.

Pred začetkom dodajanja baze (NaOH) je pH raztopine kisel in je odvisen od disociacije ocetne kisline.

-Kot dodamo natrijev hidroksid, nastane raztopina acetatnega pufra, vendar se na enak način poveča tvorba acetatne konjugacijske baze, kar prinese s seboj tudi pH raztopine.

-PH ekvivalentne točke se pojavi pri pH 8,72, kar je odkrito alkalno.

Točka enakovrednosti nima konstantne vrednosti in se spreminja glede na spojine, ki sodelujejo pri titraciji.

-Ko nadaljujete z dodajanjem NaOH, se po doseganju točke enakovrednosti pH poveča zaradi presežka natrijevega hidroksida.

Izbira indikatorja glede na točko enakovrednosti

Fenoftalein je koristen pri določanju točke enakovrednosti v tej titraciji, saj ima svojo barvno točko pri pH okoli 8, ki pade v pH območje titracije ocetne kisline, ki vključuje točko enakovrednost (pH = 8,72).

Po drugi strani metilno rdeča ni uporabna pri določanju točke enakovrednosti, saj spremeni barvo v območju pH 4,5 do 6,4.

Reference

1. Wikipedija. (2018). Točka enakovrednosti Pridobljeno: es.wikipedia.org
2. Helmenstine, Anne Marie, dr. (22. junij 2018). Opredelitev točke enakovrednosti. Pridobljeno: misel.com
3. Lusi Madisha. (16. april 2018). Razlika med končno točko in točko enakovrednosti. » DifferenceBetween.net. Pridobljeno: razlikabet.net
4. Poglej J. (2018). Točka enakovrednosti: Opredelitev in izračun. Pridobljeno: study.com
5. Whitten, KW, Davis, RE, Peck, LP & Stanley, GG Chemistry. (2008) Osma izdaja. Uredi urednike za povezovanje učencev.