science >> Wetenschap >  >> Chemie

Hoe het halfequivalentiepunt in een titratie-grafiek te vinden

Chemici noteren meestal de resultaten van een zuurtitratie op een grafiek met pH op de verticale as en het volume van de base die ze op de horizontale as toevoegen. Dit produceert een curve die langzaam stijgt totdat deze op een gegeven moment steil begint te stijgen. Dit punt - het equivalentiepunt genoemd - vindt plaats wanneer het zuur is geneutraliseerd. Het halve equivalentiepunt bevindt zich halverwege tussen het equivalentiepunt en de oorsprong. Dit is het punt waarop de pH van de oplossing gelijk is aan de dissociatieconstante (pKa) van het zuur.

Lokaliseren van het halfequivalentiepunt

In een typisch titratie-experiment, heeft de onderzoeker voegt base toe aan een zure oplossing terwijl de pH op een of meer manieren wordt gemeten. Een veel gebruikte methode is om een ​​indicator te gebruiken, zoals lakmoes, die van kleur verandert naarmate de pH verandert. Andere methoden omvatten het gebruik van spectroscopie, een potentiometer of een pH-meter.

Naarmate de concentratie van de base toeneemt, stijgt de pH doorgaans langzaam tot gelijkwaardigheid, wanneer het zuur is geneutraliseerd. Op dit moment zorgt het toevoegen van meer base ervoor dat de pH snel stijgt. Nadat de equivalentie is bereikt, neemt de helling dramatisch af en neemt de pH opnieuw langzaam toe met elke toevoeging van de basis. Het buigpunt, dat is het punt waarop de onderste curve in de bovenste verandert, is het equivalentiepunt.

Nadat het equivalentiepunt is bepaald, is het gemakkelijk om het halfequivalentiepunt te vinden, omdat het precies hetzelfde is. halverwege tussen het equivalentiepunt en de oorsprong op de x-as.

Betekenis van het halfequivalentiepunt

De vergelijking Henderson-Hasselbalch geeft de relatie tussen de pH van een zure oplossing en de dissociatieconstante van het zuur: pH = pKa + log ([A -] /[HA]), waarbij [HA] de concentratie van het oorspronkelijke zuur is en [A -] de geconjugeerde base is. Op het equivalentiepunt is voldoende base toegevoegd om het zuur volledig te neutraliseren, dus op het halfequivalentiepunt zijn de concentraties van zuur en base gelijk. Daarom log ([A -] /[HA]) = log 1 = 0, en pH = pKa.

Door een verticale lijn te trekken van de halve waarde van het equivalentenvolume naar de grafiek en vervolgens een horizontale lijn naar de y-as, is het mogelijk om direct de zuurdissociatieconstante af te leiden.