ČO JE TO BOD EKVIVALENCIE A NA ČO JE URČENÝ? - CHÉMIA - 2026

Bod ekvivalencie je ten, pri ktorom dve chemikálie úplne reagovali. Pri reakciách kyselina-báza tento bod označuje, kedy bola celá kyselina alebo zásada neutralizovaná. Tento koncept predstavuje denný chlieb a maslo s objemovými titráciami alebo hodnotami a je určený jednoduchými matematickými výpočtami.

Aký je však stupeň? Je to proces, v ktorom je objem roztoku známej koncentrácie, nazývaný titrant, opatrne pridaný k roztoku neznámej koncentrácie, aby sa dosiahla jeho koncentrácia.

Zdroj: Pixabay

Použitie indikátora pH umožňuje poznať okamih, kedy titrácia končí. Indikátor sa pridá k roztoku, ktorý sa titruje, aby sa kvantifikovala koncentrácia, ktorú je potrebné poznať. Indikátor kyslej bázy je chemická zlúčenina, ktorej farba závisí od koncentrácie vodíka alebo pH média.

Farebný posun indikátora však ukazuje konečný bod titrácie, ale nie bod ekvivalencie. V ideálnom prípade by sa oba body mali zhodovať; ale v skutočnosti k zmene farby môže dôjsť v priebehu niekoľkých kvapiek po dokončení neutralizácie kyselinou alebo zásadou.

Čo je to bod ekvivalencie?

Roztok kyseliny neznámej koncentrácie vložený do banky sa môže titrovať pomalým pridávaním roztoku hydroxidu sodného známej koncentrácie pomocou byrety.

Výber ukazovateľa by sa mal vykonať tak, aby sa zmenila farba v bode, v ktorom zreagovalo rovnaké množstvo chemických ekvivalentov roztoku titrantu a roztoku neznámej koncentrácie.

Toto je bod ekvivalencie, zatiaľ čo bod, v ktorom indikátor mení farbu, sa nazýva koncový bod, kde titrácia končí.

Záverečný bod

Ionizácia alebo disociácia indikátora je znázornená nasledovne:

Hin + H ₂ O <=> V ^- + H ₃ O ⁺

A preto má konštantnú Ka

Ka = /

Vzťah medzi nedisociovaným indikátorom (HIn) a disociovaným indikátorom (In ^- ) určuje farbu indikátora.

Pridanie kyseliny zvyšuje koncentráciu HIn a vytvára indikátorovú farbu 1. Medzitým pridanie bázy zvýhodňuje zvýšenie koncentrácie disociovaného indikátora (In ^- ) (farba 2).

Je žiaduce, aby bod ekvivalencie zodpovedal konečnému bodu. Za týmto účelom sa vyberie indikátor s intervalom zmeny farby, ktorý obsahuje bod ekvivalencie. Tiež sa snaží znížiť všetky chyby, ktoré spôsobujú rozdiel medzi bodom ekvivalencie a koncovým bodom.

Štandardizácia alebo titrácia roztoku je proces, pri ktorom sa určuje presná koncentrácia roztoku. Je to metodologický titul, ale použitá stratégia je iná.

Do banky sa vloží roztok primárneho štandardu a k roztoku štandardizovanej titrácie sa pridá byreta.

Ekvivalentný bod titrácie silnej kyseliny so silnou zásadou

100 ml 0,1 M HCI sa vloží do banky a 0,1 M roztok NaOH sa postupne pridá cez byretu, čo určuje zmeny pH roztoku, ktorý vytvára kyselinu chlorovodíkovú.

Na začiatku pred pridaním NaOH je pH roztoku HCl 1.

Pridá sa silná báza (NaOH) a pH sa postupne zvyšuje, ale je to stále kyslé pH, pretože prebytok kyseliny určuje toto pH.

Ak sa NaOH stále pridáva, prichádza čas, keď sa dosiahne bod ekvivalencie, kde je pH neutrálne (pH = 7). Kyselina zreagovala so spotrebovanou zásadou, ale zatiaľ neexistuje nadbytočná báza.

Prevláda koncentrácia chloridu sodného, ​​ktorá je neutrálnou soľou (ani Na ^+, ani Cl ^{- nie} sú hydrolyzované).

Ak sa NaOH stále pridáva, pH sa v dôsledku prevládajúcej koncentrácie NaOH ďalej zvyšuje a stáva sa zásaditejším ako bod ekvivalencie.

Ideálne by mala byť zmena farby indikátora pri pH = 7; ale kvôli ostrému tvaru titračnej krivky sa môže použiť fenolftaleín, ktorý sa zmení na svetloružovú farbu pri pH okolo 8.

Slabá kyslá silná titračná krivka

Zdroj: Quantumkinetics, z Wikimedia Commons Titračná krivka pre silnú kyselinu so silnou zásadou je podobná ako na obrázku vyššie. Jediný rozdiel medzi týmito dvoma krivkami je v tom, že prvá krivka má oveľa prudšiu zmenu pH; zatiaľ čo v titračnej krivke slabej kyseliny so silnou zásadou je možné pozorovať, že zmena je postupnejšia.

V tomto prípade je slabá kyselina, ako je kyselina octová (CH ₃ COOH), sa titruje so silnou bázou, hydroxidu sodného (NaOH). Reakciu, ktorá sa vyskytuje pri titrácii, možno naznačiť takto:

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

V tomto prípade sa vytvorí acetátový pufor s pKa = 4,74. Tlmená oblasť môže byť pozorovaná pri miernej a takmer nepostrehnuteľnej zmene pred pH 6.

Ako ukazuje obrázok, bod ekvivalencie je okolo 8,72 a nie okolo 7. Prečo? Vzhľadom k tomu, CH ₃ COO ^- je anión, ktorý po hydrolýzou generuje OH ^- , ktorý basifies pH:

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

etapy

Titrácia kyseliny octovej hydroxidom sodným môže byť na analýzu rozdelená do 4 stupňov.

- Pred pridaním zásady (NaOH) je pH roztoku kyslé a závisí od disociácie kyseliny octovej.

- Keď sa pridá hydroxid sodný, vytvorí sa acetátový tlmivý roztok, ale rovnakým spôsobom sa zvyšuje tvorba acetátovej konjugátovej bázy, čo so sebou prináša zvýšenie pH roztoku.

- pH v bode ekvivalencie sa vyskytuje pri pH 8,72, ktoré je úprimne zásadité.

Bod ekvivalencie nemá konštantnú hodnotu a mení sa v závislosti od zlúčenín zahrnutých v titrácii.

- Keď pokračujete v pridávaní NaOH, po dosiahnutí bodu ekvivalencie sa pH zvýši v dôsledku prebytku hydroxidu sodného.

Výber ukazovateľa podľa bodu ekvivalencie

Fenolftaleín je užitočný pri určovaní bodu ekvivalencie pri tejto titrácii, pretože má farebný bod zvratu pri pH okolo 8, ktoré spadá do zóny pH titrácie kyseliny octovej, ktorá zahŕňa bod ekvivalencia (pH = 8,72).

Na druhej strane, metylová červená nie je užitočná pri určovaní bodu ekvivalencie, pretože mení farbu v rozsahu pH 4,5 až 6,4.

Referencie

1. Wikipedia. (2018). Bod ekvivalencie. Obnovené z: es.wikipedia.org
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22. júna 2018). Definícia bodu ekvivalencie. Získané z: thinkco.com
3. Lusi Madisha. (16. apríla 2018). Rozdiel medzi koncovým bodom a ekvivalenčným bodom. » DifferenceBetween.net. Obnovené z: diferbetween.net
4. Pozri J. (2018). Bod ekvivalencie: definícia a výpočet. Obnovené z: study.com
5. Whitten, KW, Davis, RE, Peck, LP a Stanley, GG Chemistry. (2008) ôsme vydanie. Editori výučby cengage.