MIKÄ ON VASTAAVUUSPISTE JA MIHIN SE ON TARKOITETTU? - KEMIA - 2026

Vastaavuus kohta on se, jossa kaksi kemikaaleja ovat täysin reagoineet. Happo-emäsreaktioissa tämä kohta osoittaa, kun koko happo tai emäs on neutraloitu. Tämä käsite on päivittäinen leipä ja voi tilavuuksellisten titrausten tai arviointien avulla, ja se määritetään yksinkertaisilla matemaattisilla laskelmilla.

Mutta mikä on tutkinto? Kyseessä on prosessi, jossa tietyn pitoisuuden liuosta, nimeltään titrantti, lisätään varovasti liuokseen, jonka pitoisuus on tuntematon, jotta saadaan pitoisuus.

Lähde: Pixabay

PH-indikaattorin käyttö antaa tietää hetken, jolloin titraus päättyy. Indikaattori lisätään titrattavaan liuokseen sen pitoisuuden kvantitoimiseksi, jonka on toivottavaa tietää. Happo-emäs-indikaattori on kemiallinen yhdiste, jonka väri riippuu väliaineen vetypitoisuudesta tai pH: sta.

Indikaattorin värimuutos osoittaa kuitenkin titrauksen loppupisteen, mutta ei vastaavuuspistettä. Ihannetapauksessa molempien pisteiden tulisi olla samat; mutta todellisuudessa värinmuutos voi tapahtua muutamassa tipassa sen jälkeen, kun hapon tai emäksen neutralointi on valmis.

Mikä on vastaavuuspiste?

Pullossa oleva liuos, jonka happo on tuntematon, voidaan titrata lisäämällä hitaasti natriumhydroksidiliuosta, jonka konsentraatio on tunnettu, käyttämällä birettia.

Indikaattorin valinta tulisi tehdä siten, että se muuttaa väriä siinä vaiheessa, että sama määrä kemiallisia ekvivalentteja titranttiliuosta ja liuosta, jonka pitoisuus on tuntematon, ovat reagoineet.

Tämä on vastaavuuspiste, kun taas pistettä, jossa indikaattori muuttaa väriä, kutsutaan päätepisteeksi, jossa titraus päättyy.

Viimeinen kohta

Indikaattorin ionisaatio tai dissosiaatio esitetään seuraavasti:

Hin + H ₂ O <=> In ^- + H ₃ O ⁺

Ja siksi sillä on vakio Ka

Ka = /

Ei-assosioituneen indikaattorin (HIn) ja dissosioituneen indikaattorin (In ^-) välinen suhde määrää indikaattorin värin.

Hapon lisääminen lisää HIn-pitoisuutta ja tuottaa indikaattorin värin 1. Samaan aikaan emäksen lisääminen edistää dissosioituneen indikaattorin (In ^-) pitoisuuden nousua (väri 2).

On toivottavaa, että vastaavuuspiste vastaa loppupistettä. Tätä varten valitaan indikaattori, jonka värinvaihtoväli sisältää vastaavuuspisteen. Lisäksi se yrittää vähentää virheitä, jotka tuottavat eroa vastaavuuspisteen ja päätepisteen välillä.

Liuoksen standardointi tai titraus on prosessi, jossa määritetään liuoksen tarkka pitoisuus. Se on metodologisesti tutkinto, mutta noudatettu strategia on erilainen.

Primääristandardin liuos asetetaan pulloon ja standardisoitava titranttiliuos lisätään buretilla.

Vahvan hapon ja vahvan emäksen titrauksen ekvivalenssipiste

100 ml 0,1 M HCl: ää asetetaan pulloon ja 0,1 M NaOH-liuosta lisätään vähitellen biretin läpi määrittämällä suolahapon muodostavan liuoksen pH: n muutokset.

Aluksi ennen NaOH: n lisäämistä HCl-liuoksen pH on 1.

Vahva emäs (NaOH) lisätään ja pH nousee vähitellen, mutta se on silti hapan pH, koska liikahappo määrää tämän pH: n.

Jos NaOH: n lisäämistä jatketaan, tulee aika, jolloin vastaavuuspiste saavutetaan, jolloin pH on neutraali (pH = 7). Happo on reagoinut kuluneen emäksen kanssa, mutta ylimääräistä emästä ei ole vielä.

Natriumkloridin pitoisuus on vallitseva, mikä on neutraalia suolaa (ei Na ⁺ eikä Cl ^- ole hydrolysoitunut).

Jos NaOH: n lisäämistä jatketaan, pH kasvaa edelleen, muuttuen emäksisemmäksi kuin vastaavuuspiste, johtuen vallitsevasta NaOH-pitoisuudesta.

Ihannetapauksessa indikaattorin värinmuutoksen tulisi tapahtua, kun pH = 7; mutta titrauskäyrän terävän muodon vuoksi voidaan käyttää fenoliftaleiinia, joka muuttuu vaaleanpunaiseksi väreksi pH: ssa noin 8.

Heikko happovahvan emäksen titrauskäyrä

Lähde: Quantumkinetics, Wikimedia Commons: sta vahvan hapon, jolla on vahva emäs, titrauskäyrä on samanlainen kuin yllä oleva kuva. Ainoa ero näiden kahden käyrän välillä on se, että ensimmäisellä käyrällä on paljon äkillisempi pH: n muutos; kun taas heikon hapon titrauskäyrässä, jolla on vahva emäs, voidaan havaita, että muutos on vähitellen.

Tässä tapauksessa, heikko happo, kuten etikkahappo (CH ₃ COOH), titrataan vahvan emäksen, natriumhydroksidia (NaOH). Titrauksessa tapahtuva reaktio voidaan hahmotella seuraavasti:

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

Tässä tapauksessa muodostuu asetaattipuskuri, jonka pKa = 4,74. Puskuroitu alue voidaan nähdä pienessä ja melkein havaitsemattomassa muutoksessa ennen pH 6: ta.

Vastaavuuspiste, kuten kuvassa osoittaa, on noin 8,72 eikä 7. Miksi? Koska CH ₃ COO ^- on anioni, joka hydrolysoitumisen jälkeen tuottaa OH ^-, joka perustaa pH:

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

Tasot

Etikkahapon titraus natriumhydroksidilla voidaan jakaa neljään vaiheeseen analysointia varten.

- Ennen emäksen (NaOH) lisäämisen aloittamista liuoksen pH on hapan ja riippuu etikkahapon dissosioitumisesta.

Kun lisätään natriumhydroksidia, muodostuu asetaattipuskuriliuos, mutta samalla tavalla asetaattikonjugaatin emäksen muodostuminen kasvaa, mikä tuo mukanaan liuoksen pH: n nousun.

- Vastaavuuspisteen pH esiintyy pH: ssa 8,72, joka on suoraan sanottuna alkalinen.

Vastaavuuspisteellä ei ole vakioarvoa ja se vaihtelee titraukseen osallistuvien yhdisteiden mukaan.

-Kun jatkat NaOH: n lisäämistä, sen jälkeen kun vastaavuuspiste on saavutettu, pH nousee natriumhydroksidin ylimäärän takia.

Indikaattorin valinta vastaavuuspisteen mukaan

Fenolftaleiini on hyödyllinen määritettäessä vastaavuuspistettä tässä titrauksessa, koska sen värin käännöspiste on pH: n alueella noin 8, joka laskee etikkahapon titrauksen pH-alueella, joka sisältää pisteen ekvivalenssi (pH = 8,72).

Toisaalta metyylipunainen ei ole käyttökelpoinen ekvivalenssipisteen määrittämisessä, koska se muuttaa väriä pH-alueella 4,5 - 6,4.

Viitteet

1. Wikipedia. (2018). Vastaavuuspiste. Palautettu osoitteesta: es.wikipedia.org
2. Helmenstine, tohtori Anne Marie (22. kesäkuuta 2018). Ekvivalenssipisteen määritelmä. Palautettu osoitteesta: gondo.com
3. Lusi Madisha. (16. huhtikuuta 2018). Ero päätepisteen ja vastaavuuspisteen välillä. » DifferenceBetween.net. Palautettu osoitteesta: differentbetween.net
4. Katso J. (2018). Vastaavuuspiste: Määritelmä ja laskenta. Palautettu osoitteesta study.com
5. Whitten, KW, Davis, RE, Peck, LP & Stanley, GG Chemistry. (2008) kahdeksas painos. Cengagen oppimiseditoijat.