Kun happoa titrataan pohja, on yleensä äkillinen muutos pH-ratkaisu vastaavuus kohta (jossa määrä titrant lisätty yhtä suuri määrä happoa alun perin läsnä). Jos muutama tippa indikaattoriliuosta on lisätty, tämä terävä pH: n nousu aiheuttaa äkillinen muutos väri, joka on nimeltään päätepiste indikaattori., Todellinen suuruus hypätä pH-ja pH-alueella, joka kattaa riippuu vahvuus sekä happo ja emäs mukana, ja niin valinta ilmaisin voi vaihdella yksi titraus toiseen. Jotta oppisimme valitsemaan sopivan indikaattorin, meidän on tutkittava jonkin verran pH: n vaihtelua titrauksen aikana.
kun luet tämän kohdan, cm3 vastaa millilitraa.
Ensinnäkin, meidän on harkittava annoksen vahva happo kuten HCl, joilla on vahva pohja, kuten NaOH: lla. Oletetaan asetamme 25.00 cm3 (mL) 0.,10 M HCl-liuosta pullossa ja 0,10 M NaOH lisätään buretista. Liuoksen pH pulloon vaihtelee lisätään NaOH: a, kuten Kuvassa 1a. PH-muutoksia melko hitaasti alussa titraus, ja lähes kaikki pH: n nousu tapahtuu välittömässä läheisyydessä, päätepisteen.
pH-muutoksen aikana titraus on aiheuttanut protoni-siirto reaktio,
\
, joka tapahtuu kuin hydroksidi-ioneja lisätään alkaen buret., Vaikka hydronium-ionit ovat kulutetaan by hydroksidi-ioneja alkuvaiheessa titraus, että hydronium-ioni pitoisuus pysyy lähellä 10-1 tai 10-2 mol L–1. Tämän seurauksena pH pysyy alueella 1-2. Esimerkkinä tämä käyttäytyminen mietitäänpä tilannetta puolitiehen päätepisteeseen, eli, kun juuri 12.50 cm3 0,10 M NaOH: a on lisätty 25.00 cm3 (mL) 0,10 M HCl-pulloon. Määrä hydronium-ioni on vähennetty tässä vaiheessa alkuperäisestä 2,5 mmol puolet tästä arvosta, 1.25 mmol., Samalla liuoksen määrä on kasvanut 25 cm3 (25 + 12.50) cm3 = 37.50 cm3. Siksi hydronium-ioni pitoisuus on 1,25 mmol/37.50 cm3 = 0.0333 mol L–1, ja tuloksena pH on 1.48. Vaikka titraus on puoliksi valmis, se ei poikkea kovin paljon alkuperäisestä pH: sta 1,00.
pH liuos pulloon vain muuttaa rajusti, kun me päästä, että kohta titraus, kun vain minuutin murto-hydronium-ionit jäävät käyttämättä, eli kun lähestymme päätepiste, nähdä kuvaajan., Vasta sitten olemme vähentäneet hydronium-ioni pitoisuuden mukaan useita valtuuksia, 10, ja tämän vuoksi lisääntynyt pH useita yksiköitä. Kun 24.95 cm3 pohja on lisätty, olemme vain 0,05 cm3 (noin yksi tippa) lyhyt päätepiste. Tähän kohtaan on lisätty 24,95 cm3 × 0,10 mmol cm–3 = 2,495 mmol hydroksidi-ioneja. Nämä on kulutettu 2.495 mmol hydronium-ioneja, jolloin (2.5 – 2.495) mmol = 0.005 mmol hydronium-ionien määrä 49.95 cm3. Se hydronium-ioni pitoisuus on nyt:
\=\frac{\text{on 0,005 mmol}}{\text{49.95 cm}^{3}}=\text{1.,00 }\times \text{ 10}^{-4}\text{ mol L}^{-1}\]
jolloin pH 4.00. Koska lähes kaikki hydronium-ioneja on kulutettu, vain pieni osa (yksi viisi sadasosaa) pysyy ja liuoksen määrä on lähes kaksinkertaistunut. Tämä vähentää hydronium-ionin pitoisuutta kertoimella 10-3, ja pH nousee kolmella yksiköllä alkuperäisestä arvostaan 1,00.
Kun juuri 25.00 cm3 pohja on lisätty, olemme saavuttaneet teoreettisen vastaavuuden kohta, ja pullo sisältää 2,5 mmol sekä natrium-ja kloridi-ioneja 50 cm3 ratkaisu; eli ratkaisu on 0,05 M NaCl., Lisäksi sen pH on tasan 7.00, kuten nähdään kaaviossa, koska kumpikaan natrium-ioni-tai kloridi-ioni näyttelyitä merkittäviä happo-emäs-ominaisuuksia.
Heti sen jälkeen, kun tämä vastaavuus kohta lisäämällä edelleen NaOH pulloon johtaa äkillinen kasvu pitoisuus hydroksidi-ioneja, koska siellä ovat nyt lähes ei hydronium-ioneja vasemmalle kuluttaa niitä. Näin jopa yksi tippa (0.05 cm3) pohjan lisätään vastaavuus pisteen ratkaisu lisää 0.005 mmol hydroksidi-ioneja ja tuottaa hydroksidi-ioni pitoisuus 0,005 mmol/50.05 cm3 = 1.00 × 10-4 mol L–1., Tuloksena pOH = 4.00, ja pH = 10.00. Vain kahden tyvipisaran lisäys johtaa pH-hyppyyn ajalla 4.00-7.00-10.00. Tämä nopea nousu aiheuttaa indikaattorin värin muuttumisen, joten päätepiste vastaa ekvivalenssipistettä, jos indikaattori valitaan oikein.
Titraus vahva pohja vahva happo voidaan käsitellä pääosin samalla tavalla kuin vahva happo-vahva pohja tilanne olemme juuri kuvattu.,
Huomautus:
tässä tapauksessa, koska ratkaisut olivat yksi kymmenesosa yhtä keskittynyt kuin titrataan HCl: n kanssa NaOH työstetty teksti, hypätä pH (9 5) loppupisteessä on pienempi.
laaja valikoima indikaattoreita, kuten tämä ei ole mahdollista, titrauksia, joissa heikkoja happoja tai emäksiä. Kun 25.,00 cm3 0,10 M CH3COOH titrataan 0,10 M NaOH: a, esimerkiksi, on hyvin paljon pienempi muutos pH vastaavuus vaiheessa, kuten Kuvassa 1b, ja indikaattorien valinta on vastaavasti kaventunut. Käyttäytyminen pH-tässä tapauksessa on hyvin erilainen kuin titrataan HCl: n kanssa NaOH, koska happo-emäs-reaktio on erilainen.,
Kun CH3COOH titrataan NaOH, OH– ioneja kuluttaa CH3COOH molekyylejä seuraavan yhtälön mukaisesti:
\
tämän seurauksena liuoksen titraus pulloon tulee pian puskurin seos, joilla on merkittäviä pitoisuuksia CH3COO– ion sekä sen konjugaatti happo. Ja pH ovat sitten määräysvallassa suhde hapon konjugaatti pohja (yhtälöt 2 ja 3 kohdassa puskuriliuokset)., Kun olemme puolivälissä matkalla päätepisteeseen, esimerkiksi, on olennaisesti sama kuin , ja
vaikka pH on annettava Henderson-Hasselbalch yhtälö kuin
\}{}\\\text{ }\approx \text{ p}K_{a}=\text{4.74}\end{align}\]
Vertaamalla tätä pH-1,78 laskettu edellä puoliväliin vaiheessa titrataan HCl, löydämme ero noin kolmen pH-yksikköä. Vaikutus puskurointi toiminta CH3COOH/ CH3COO– konjugaatti pari on siten pitämään pH on noin kolme yksikköä suurempi kuin ennen ja siten leikata hypätä pH loppupisteessä noin tätä määrä.,
täsmälleen ekvivalenssipisteessä meillä ei ole enää puskuriseosta vaan 0,05-M natriumasetaattiliuosta. Tämä ratkaisu on hieman perus, ja sen pH-8,72 voidaan laskea yhtälöstä 4 kohta kattaa pH heikko emäs ratkaisuja. Tämän vastaavuuspisteen lisäksi tarina on pitkälti sama kuin väkevähappoisessa tapauksessa. Lisäksi jopa pudota (0.05cm3) yli-pohja herättää OH– – pitoisuus 10-4 mol L–1 ja pH 10. Niistä kolmesta indikaattorista, joita voitaisiin käyttää HCl: n titrauksessa, vain yksi on hyödyllinen etikkahapolle., Tämä on fenoliftaleiini, joka muuttaa väri punertava sävy, kuten alla, kun pH-arvon 8.3 10.0.
titraus on heikko emäs, jolla on vahva happo liittyy myös puskuriliuosta, ja näin ollen vaatii enemmän huolellinen valinta indikaattori.,
pH-vaihtelu vahvojen ja heikkojen emästen titrausten aikana vahvalla hapolla on esitetty kuvassa \(\PageIndex{2}\). Jos titraus 0.010 M NH3 kanssa 0.010 M HCl -, metyyli-punainen, mutta ei fenoliftaleiini, olisi sopiva indikaattori. Yleensä paras indikaattori tietyn titraus on yksi, jonka pKa useimmat lähes vastaa pH lasketaan teoreettista ominaisuutta.
Vastaa