3.5: Titration einer schwachen Säure mit einer schwachen Base

Schwache Säuren und Basen dissoziieren nicht vollständig und Titrationen zwischen diesen beiden werden selten untersucht. Wenn solche Studien beispielsweise für die Titration einer schwachen Säure mit einer schwachen Base durchgeführt werden, stellt die Titrationskurve die Änderung des pH-Werts als Funktion des zugesetzten Basenvolumens dar. Nehmen wir zum Beispiel die Titration von Essigsäure mit Ammoniak. Während der Titration bilden diese beiden Spezies Ammoniumacetat und Wasser, die pH-Änderung erfolgt jedoch langsam und allmählich.

Daher gibt es keinen einfachen Indikator, der seine Farbe abrupt ändert und dabei hilft, den Äquivalenzpunkt genau zu bestimmen. Ein relativ einfacher Weg, dies zu erreichen, besteht darin, zwei Indikatoren – in diesem Fall Neutralrot und Methylenblau – so zu mischen, dass das Gemisch am Äquivalenzpunkt einen starken Farbumschlag zeigt – hier von Violettblau nach Grün.

Für eine schwache Säure und eine schwache Base mit identischen Ka - und Kb-Werten beträgt der am Äquivalenzpunkt berechnete pH-Wert 7. Wenn Ka größer als Kb ist, liegt der pH-Wert unter 7, wodurch die Endpunktlösung sauer wird. Wenn Ka jedoch kleiner als Kb ist, ist der berechnete pH-Wert größer als 7, was zu einer basischen Lösung am Endpunkt führt.

Die Titration einer schwachen Säure wie Essigsäure mit einer schwachen Base wie wässrigem Ammoniak erzeugt ein neutrales Ammoniumacetat, Salz und Wasser.

Die Titrationskurve zwischen schwacher Säure und schwacher Base wird durch Messung des pH-Werts während der verschiedenen Punkte der Titration dargestellt.

Bei der Titration von 100 ml 0,1 M Essigsäurelösung mit 100 ml 0,1 M wässrigem Ammoniak beträgt der anfängliche pH-Wert 2,87.

Wenn die schwache Säure und die schwache Base identische K_a- und K_b-Werte aufweisen, beträgt der pH-Wert am Äquivalenzpunkt 7, was auf eine neutrale Lösung hindeutet. Wenn K_a größer als K_b ist, beträgt der pH-Wert am Äquivalenzpunkt weniger als 7. Wenn K_a kleiner als K_b ist, ist der pH-Wert größer als 7.

Die pH-Änderung während der gesamten Titrationskurve ist allmählich, wobei kein scharfer Endpunkt beobachtet wird. Es kann jedoch eine Mischung aus neutralen roten und Methylenblau-Indikatoren verwendet werden, um den Endpunkt zu nähern.