3.6: Lösungszusammensetzung bei monoprotonen Säure-/Base-Titrationen

Die Titration einer schwachen Säure mit einer starken Base führt zur Bildung von Wasser und der konjugierten Base der Säure. Beispielsweise führt die Titration von Essigsäure mit Natriumhydroxid zur Bildung von Wasser und Natriumacetat. Eine Lösung aus Essigsäure und Natriumacetat stellt einen Puffer dar, dessen relative Konzentration in den verschiedenen Phasen der Titration durch die α-Werte angegeben wird, die den Prozentsatz der schwachen Säure und ihrer konjugierten Base darstellen.

Die Werte α0 und α1 stellen die relative Gleichgewichtskonzentration von Essigsäure bzw. Acetationen dar. Vor dem Hinzufügen der Base betragen die α0 - und α1-Werte 0,987 bzw. 0,013. Dies legt nahe, dass die Lösung 98,7 % Essigsäure und 1,3 % Acetationen enthält. Durch die Zugabe von Natriumhydroxid während der Titration nimmt α0 ab, während α1 zunimmt. Am Halbäquivalenzpunkt, an dem der pH-Wert dem pKa-Wert von Essigsäure entspricht, ist der Wert von α0 gleich α1. Die Lösung in diesem Stadium ist eine Mischung aus 50 % Essigsäure und 50 % Acetationen. Mit fortschreitender Titration nimmt α0 ab und sein Wert fällt am Äquivalenzpunkt auf Null. Im Gegensatz dazu wird der Wert von α1 eins.

Denken Sie daran, dass bei der Titration von Essigsäure mit Natriumhydroxid Natriumacetat und Wasser entstehen, was zu einem Puffer führt.

Die relative Konzentration der verschiedenen Spezies in der Pufferlösung zu verschiedenen Zeitpunkten der Titration wird durch die Alpha-Werte angegeben.

Während die gekrümmte Linie die Titration von Essigsäure und Natriumhydroxid darstellt, bezeichnen die geraden Linien mit der Bezeichnung Alpha-Knoten und Alpha-Eins die relative Gleichgewichtskonzentration von Essigsäure- bzw. Acetationen.

Zunächst deutet der Alpha-Knoten-Wert von 0,987 darauf hin, dass 98,7 % der Essigsäure undissoziiert sind, während die restlichen 1,3 % Acetationen sind.

Am Kreuzungspunkt oder am halben Äquivalenzpunkt entspricht der pH-Wert pK_a. Dementsprechend weist die Lösung eine gleiche Konzentration von Essigsäure- und Acetationen auf.

Im Verlauf der Titration sinkt die Konzentration der Essigsäure, des Alpha-Knotens, am Äquivalenzpunkt auf nahezu Null. Alternativ steigt die Konzentration der Acetat-Ionen, Alpha-on, an und nähert sich der Eins.

• Titration - Process of quantitative chemical analysis.
• Acetic acid - A weak acid in the titration process.
• Sodium Hydroxide - A strong base used in the titration of acetic acid.
• Sodium Acetate - The conjugate base from titrating acetic acid with sodium hydroxide.
• Buffer solution - A solution that resist change in pH.

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• How does the concentration of acetic acid and acetate ions change throughout the titration?

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