science >> Wetenschap >  >> Chemie

Het halve equivalentiepunt in een titratiegrafiek vinden

Chemici registreren 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 levert een curve op die zachtjes stijgt totdat hij op een bepaald punt steil begint te stijgen. Dit punt - het equivalentiepunt genoemd - treedt op wanneer het zuur is geneutraliseerd. Het half-equivalentiepunt ligt 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.
Het halfequivalentiepunt zoeken

In een typisch titratie-experiment voegt de onderzoeker base toe aan een zure oplossing tijdens het meten van de pH op een van verschillende manieren. Een veel voorkomende methode is om een indicator, zoals lakmoes, te gebruiken 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 base toeneemt, stijgt de pH typisch langzaam tot gelijkwaardigheid, wanneer het zuur is geneutraliseerd. Op dit punt zorgt het toevoegen van meer base ervoor dat de pH snel stijgt. Nadat de equivalentie is bereikt, neemt de helling dramatisch af en stijgt de pH weer langzaam bij elke toevoeging van de base. Het buigpunt, het punt waarop de onderste curve in de bovenste verandert, is het equivalentiepunt.

Na het equivalentiepunt te hebben bepaald, is het gemakkelijk om het halve equivalentiepunt te vinden, omdat het precies halverwege tussen het equivalentiepunt en de oorsprong op de x-as.
Betekenis van het halfequivalentiepunt

De vergelijking van Henderson-Hasselbalch geeft de relatie tussen de pH van een zure oplossing en de dissociatieconstante van het zuur: pH \u003d 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 halve equivalentiepunt zijn de concentraties van zuur en base gelijk. Daarom log ([A -] /[HA]) \u003d log 1 \u003d 0 en pH \u003d pKa.

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