Door John Brennan
Bijgewerkt op 30 augustus 2022

Een titratie is een klassieke laboratoriumtechniek die wordt gebruikt om de concentratie van een stof in oplossing te bepalen. Zuur-basetitraties, waarbij een zuur en een base elkaar neutraliseren, komen het meest voor. Het punt waarop al het zuur of de base in de analyt is geneutraliseerd, wordt het equivalentiepunt genoemd. Voor diprotische zuren of basen komt er ook een tweede equivalentiepunt voor, en het berekenen van de pH op dit punt is eenvoudig met de juiste gegevens.

Stap 1

Identificeer de aard van de analyt (zuur of base), het specifieke type (bijvoorbeeld oxaalzuur) en de concentratie en het volume ervan. Bij huiswerkproblemen wordt deze informatie verstrekt; in een laboratorium registreer je het terwijl je titreert.

Stap 2

Diprotische soorten – soorten die meer dan één proton kunnen doneren of accepteren – vertonen een tweede equivalentiepunt. Haal de tweede dissociatieconstante op (K_a2 voor zuren of K_b2 voor bases) uit een betrouwbare bron, zoals een standaard referentietekst of een gerenommeerde online database.

Stap 3

Bereken het totale aantal mol van de analyt. Vermenigvuldig de molariteit met het volume (in liters). 40 ml 1M oxaalzuur bevat bijvoorbeeld:

(0,040L × 1molL⁻¹) =0,04mol.

Stap 4

Bepaal het uiteindelijke volume door het titrantvolume toe te voegen aan het oorspronkelijke analytvolume. In het voorbeeld levert 80 ml 1M NaOH toegevoegd aan 40 ml 1M oxaalzuur een totaal van 120 ml op.

Stap 5

Bereken de concentratie van de geconjugeerde soort op het tweede equivalentiepunt:

0,04mol ÷ 0,120L =0,333M.

Stap 6

Bepaal de K_b van de volledig gedeprotoneerde geconjugeerde base (of K_a van het geconjugeerde zuur). Voor een diprotisch zuur is K_b =1×10⁻¹⁴ ÷ K_a2 . Met behulp van oxaalzuur (K_a2 =5,4×10⁻⁵):

1×10⁻¹⁴ ÷ 5,4×10⁻⁵ =1,852×10⁻¹⁰.

Stap 7

Stel de basisevenwichtsexpressie in:

K_b =([OH⁻][geconjugeerd zuur])/[geconjugeerde base].

Stap 8

Ervan uitgaande dat de verandering in concentratie klein is, laat x [OH⁻] en [conjugaatzuur] voorstellen. De vergelijking wordt:

1,852×10⁻¹⁰ =x² ÷ 0,333.

Oplossen:x² =6,167×10⁻¹¹ → x =7,85×10⁻⁶M.

Stap 9

Converteer de hydroxideconcentratie naar pH. Zoek eerst pOH =–log₁₀(7,85×10⁻⁶) =5,105. Dan is pH =14 – pOH =8,90.

Stap 10

De pH op het tweede equivalentiepunt is dus 8,90.

Dingen die nodig zijn

• Potlood
• Papier
• Rekenmachine

TL;DR (te lang; niet gelezen)

Bij deze berekening wordt de auto-ionisatie van water buiten beschouwing gelaten, wat zeer verdunde oplossingen van zwakke basen of zuren kan beïnvloeden. Niettemin biedt het een betrouwbare schatting voor de meeste praktische doeleinden.