VAD ÄR EKVIVALENSPUNKTEN OCH VAD ÄR DET FÖR? - KEMI - 2026

Den ekvivalenspunkten är den vid vilken två kemikalier helt har reagerat. Vid syrabasreaktioner indikerar denna punkt när en hel syra eller bas har neutraliserats. Detta koncept är det dagliga brödet och smöret för volymetriska titreringar eller värderingar och bestäms av enkla matematiska beräkningar.

Men vad är graden? Det är ett förfarande där en volym av en lösning med känd koncentration, kallad titrant, försätts noggrant till en lösning med okänd koncentration för att erhålla dess koncentration.

Källa: Pixabay

Användningen av en pH-indikator gör det möjligt att veta när titreringen slutar. Indikatorn läggs till lösningen som titreras för att kvantifiera den koncentration som det önskas veta. En syrabasindikator är en kemisk förening vars färg beror på vätekoncentrationen eller pH i mediet.

Emellertid indikerar färgskiftet på indikatorn slutpunkten för titreringen, men inte ekvivalenspunkten. Helst bör båda punkterna sammanfalla. men i verkligheten kan färgförändringen ske inom några droppar efter att syra- eller basneutraliseringen är klar.

Vad är ekvivalenspunkten?

En lösning av en syra med okänd koncentration placerad i en kolv kan titreras genom långsamt tillsättning av en natriumhydroxidlösning med känd koncentration med användning av en burett.

Valet av en indikator bör göras på ett sådant sätt att den ändrar färg vid den punkten att samma mängd kemiska ekvivalenter av titreringslösningen och lösningen med okänd koncentration har reagerat.

Detta är ekvivalenspunkten, medan punkten vid vilken en indikator ändrar färg kallas slutpunkten, där titreringen slutar.

Slutpoäng

Joniseringen eller dissociationen av indikatorn representeras enligt följande:

HIn + H ₂ O <=> In ^- + H ₃ O ⁺

Och har därför en konstant Ka

Ka = /

Förhållandet mellan den odelade indikatorn (HIn) och den dissocierade indikatorn (In ^- ) bestämmer indikatorns färg.

Tillsatsen av en syra ökar HIn-koncentrationen och ger indikatorfärg 1. Samtidigt gynnar tillsatsen av en bas en ökning av koncentrationen av den dissocierade indikatorn (In ^- ) (färg 2).

Det är önskvärt att ekvivalenspunkten matchar slutpunkten. För att göra detta väljs en indikator med ett färgändringsintervall som inkluderar ekvivalenspunkten. Dessutom försöker det minska eventuella fel som ger en skillnad mellan ekvivalenspunkten och slutpunkten.

Standardiseringen eller titreringen av en lösning är en process där den exakta koncentrationen av en lösning bestäms. Det är metodiskt en grad, men strategin som följs är annorlunda.

En lösning av den primära standarden placeras i kolven och titreringslösningen som standardiseras tillsätts med en buret.

Ekvivalenspunkt för titreringen av en stark syra med en stark bas

100 ml 0,1 M HCl placeras i kolven och en 0,1 M NaOH-lösning tillsätts gradvis genom en burett för att bestämma pH-förändringarna i lösningen som kommer från saltsyran.

Ursprungligen innan tillsats av NaOH är pH-värdet för HCl-lösningen 1.

Den starka basen (NaOH) tillsätts och pH-värdet ökar gradvis, men det är fortfarande ett surt pH, eftersom överskott av syra bestämmer detta pH.

Om NaOH fortsätter att tillsättas kommer det en tid då ekvivalenspunkten uppnås, där pH är neutralt (pH = 7). Syran har reagerat med basen som konsumeras, men det finns ingen överskott bas ännu.

Koncentrationen av natriumklorid dominerar, vilket är ett neutralt salt (varken Na ⁺ eller Cl ^- hydrolyseras).

Om NaOH fortsätter att tillsättas fortsätter pH att öka och blir mer basiskt än ekvivalenspunkten på grund av den dominerande NaOH-koncentrationen.

Helst bör indikatorens färgförändring ske vid pH = 7; men på grund av den skarpa formen på titreringskurvan, kan fenolftalin användas som förändras till en blekrosa färg vid ett pH omkring 8.

Svag syrastark bastitreringskurva

Källa: Quantumkinetics, från Wikimedia Commons Titreringskurvan för en stark syra med en stark bas liknar bilden ovan. Den enda skillnaden mellan de två kurvorna är att den första har en mycket mer abrupt pH-förändring; medan titreringskurvan för en svag syra med en stark bas kan observeras att förändringen är mer gradvis.

I detta fall, en svag syra, såsom ättiksyra (CH ₃ COOH), titreras med en stark bas, natriumhydroxid (NaOH). Reaktionen som inträffar vid titreringen kan beskrivas enligt följande:

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

I detta fall bildas acetatbufferten med en pKa = 4,74. Det buffrade området kan ses i den lilla och nästan omöjliga förändringen före pH 6.

Ekvivalenspunkten, som bilden indikerar, är cirka 8,72 och inte 7. Varför? Eftersom CH ₃ COO ^- är en anjon som efter hydrolysering genererar OH ^- , vilket baserar pH:

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

Stages

Titrering av ättiksyra med natriumhydroxid kan delas in i fyra steg för analys.

-För att börja tillsätta basen (NaOH) är pH i lösningen sur och beror på dissociationen av ättiksyra.

-Som natriumhydroxid tillsätts bildas acetatbuffertlösningen, men på samma sätt ökar bildningen av acetatkonjugatbasen, vilket medför en ökning av lösningens pH.

-PV för ekvivalenspunkten sker vid ett pH av 8,72, vilket är uppriktigt alkaliskt.

Ekvivalenspunkten har inte ett konstant värde och varierar beroende på föreningarna som är involverade i titreringen.

-När du fortsätter att tillsätta NaOH, efter att ha uppnått ekvivalenspunkten, ökar pH på grund av ett överskott av natriumhydroxid.

Val av indikator enligt ekvivalenspunkten

Fenolftalein är användbart för att bestämma ekvivalenspunkten i denna titrering, eftersom det har sin färgvridpunkt vid ett pH runt 8, vilket faller i pH-zonen för ättiksyra-titrering som inkluderar punkten ekvivalens (pH = 8,72).

Å andra sidan är metylrött inte användbart för att bestämma ekvivalenspunkten, eftersom det ändrar färg i pH-intervallet 4,5 till 6,4.

referenser

1. Wikipedia. (2018). Ekvivalenspunkten. Återställd från: es.wikipedia.org
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 juni 2018). Definition av ekvivalenspunkt. Återställd från: thoughtco.com
3. Lusi Madisha. (16 april 2018). Skillnaden mellan Endpoint och Equivalence Point. » DifferenceBetween.net. Återställd från: differencebetween.net
4. Titta J. (2018). Ekvivalenspunkt: Definition och beräkning. Återställd från: study.com
5. Whitten, KW, Davis, RE, Peck, LP & Stanley, GG Chemistry. (2008) åttonde upplagan. Cengage Learning Editors.