16.15: Säure-Base-Titrationskurven

Eine Titrationskurve ist ein Diagramm einer Lösungseigenschaft im Vergleich zur Menge des hinzugefügten Titermittels. Bei Säure-Base-Titrationen ist der pH-Wert der Lösung eine nützliche Eigenschaft, die überwacht werden kann, da er vorhersagbar mit der Lösungszusammensetzung variiert und daher verwendet werden kann, um den Fortschritt der Titration zu überwachen und ihren Endpunkt zu erkennen. Die Säure-Base-Titration kann mit einer starken Säure und einer starken Base, einer starken Säure und einer schwachen Base oder einer starken Base und einer schwachen Säure durchgeführt werden.

Für eine Titration von 25,00 mL 0,100 M HCl (starke Säure) mit 0,100 M einer starken Base NaOH ist die Titrationskurve in Abbildung 1a rot dargestellt. Für eine Titration, die für 25,00 mL von 0,100 M CH₃COOH (schwache Säure) mit 0,100 M NaOH durchgeführt wurde, ist die Titrationskurve in Abbildung 1b gelb dargestellt.

Abbildung 1 (a) Die Titrationskurve für die Titration von 25,00 mL von 0,100 M HCl (starke Säure) mit 0,100 M NaOH (starke Base) hat einen Äquivalenzpunkt von 7,00 pH. b)Die Titrationskurve für die Titration von 25,00 mL 0,100 M Essigsäure (schwache Säure) mit 0,100 M NaOH (starke Base) hat einen Äquivalenzpunkt von 8,72 pH.

Die Titration einer starken oder schwachen Base mit einer starken Säure hat eine ähnliche S-förmige Kurve; die Kurve ist jedoch umgekehrt, da der pH-Wert im basischen Bereich beginnt und mit der Zugabe der starken Säure abnimmt. Die Titration von schwacher Säure oder Base kann auch zur Bestimmung von K_a bzw. K_b verwendet werden.

Die vier Stadien einer Titration:

1. Ausgangszustand (zugesetztes Titriermittelvolumen = 0 ml): Der pH-Wert wird durch die zu titrierende Säure bestimmt; da die beiden Säureproben gleich konzentriert sind, weist die schwache Säure einen höheren anfänglichen pH-Wert auf
2. Prääquivalenzpunkt (0 mL < V < 25 mL): Der pH-Wert der Lösung steigt allmählich an und die Säure wird durch Reaktion mit zugesetztem Titriermittel verbraucht; die Zusammensetzung umfasst die nicht umgesetzte Säure und das Reaktionsprodukt, ihre konjugierte Base
3. Äquivalenzpunkt (V = 25 mL): Ein drastischer Anstieg des pH-Werts wird beobachtet, wenn die Zusammensetzung der Lösung von sauer zu neutral (für die stark saure Probe) oder basisch (für die schwach saure Probe) übergeht, wobei der pH-Wert durch Ionisation der konjugierten Base der Säure bestimmt
wird
4. Postäquivalenzpunkt (V > 25 mL): Der pH-Wert wird durch die Menge des überschüssigen starken Basentitermittels bestimmt; da beide Proben mit demselben Titriermittel titriert werden, sehen beide Titrationskurven in diesem Stadium ähnlich aus.

Dieser Text wurde angepasst von Openstax, Chemie 2e, Abschnitt 14.7: Säure-Base-Titrationen.