Krzywe miareczkowania kwasowo-zasadowego

Krzywa miareczkowania jest wykresem pewnej właściwości roztworu w funkcji ilości dodanego titranta. W przypadku miareczkowania kwasowo-zasadowego pH roztworu jest przydatną właściwością do monitorowania, ponieważ zmienia się w sposób przewidywalny w zależności od składu roztworu, a zatem może być wykorzystywane do monitorowania postępu miareczkowania i wykrywania jego punktu końcowego. Miareczkowanie kwasowo-zasadowe można przeprowadzić mocnym kwasem i mocną zasadą, mocnym kwasem i słabą zasadą lub mocną zasadą i słabym kwasem.

W przypadku miareczkowania przeprowadzanego dla 25,00 ml 0,100 M HCl (mocnego kwasu) z 0,100 M mocnej zasady NaOH, jego krzywą miareczkowania można zobaczyć na czerwono na rysunku 1a. W przypadku miareczkowania przeprowadzonego dla 25,00 ml 0,100 M_CH3COOH (słabego kwasu) za pomocą 0,100 M NaOH, jego krzywą miareczkowania można zobaczyć na żółto na rysunku 1b.

Rysunek 1 (a) Krzywa miareczkowania dla miareczkowania 25,00 ml 0,100 M HCl (mocnego kwasu) z 0,100 M NaOH (mocna zasada) ma punkt równoważnikowy 7,00 pH. orazKrzywa miareczkowania dla miareczkowania 25,00 ml 0,100 M kwasu octowego (słabego kwasu) z 0,100 M NaOH (mocna zasada) ma punkt równoważnikowy 8,72 pH.

Miareczkowanie mocnej lub słabej zasady mocnym kwasem ma podobną krzywą w kształcie litery S, jednak krzywa jest odwrócona, ponieważ pH zaczyna się w obszarze zasadowym i spada wraz z dodaniem mocnego kwasu. Miareczkowanie słabego kwasu lub zasady można również zastosować do oznaczenia odpowiednio Kára lub Kbb.

Cztery etapy miareczkowania:

1. Stan początkowy (dodana objętość titranta = 0 ml): pH określa się na podstawie miareczkowanego kwasu; ponieważ dwie próbki kwasu są jednakowo stężone, słaby kwas będzie wykazywał wyższe pH początkowe
2. Wstępny punkt równoważności (0 ml < V < 25 ml): pH roztworu wzrasta stopniowo, a kwas jest zużywany w reakcji z dodatkiem titranta; skład obejmuje nieprzereagowany kwas i produkt reakcji, jego sprzężoną zasadę
3. Punkt równoważnikowy (V = 25 ml): obserwuje się drastyczny wzrost pH, gdy skład roztworu przechodzi od kwaśnego do obojętnego (dla próbki mocnego kwasu) lub zasadowego (dla próbki słabego kwasu), przy czym pH jest określone przez jonizację sprzężonej zasady kwasu
4. Punkt po osiągnięciu wartości równoważnikowej (V > 25 ml): pH wyznacza się na podstawie ilości dodanego nadmiaru mocnego titranta zasadowego; ponieważ obie próbki są miareczkowane tym samym titrantem, obie krzywe miareczkowania wydają się na tym etapie podobne.

Ten tekst został zaadaptowany z Openstax, Chemia 2e, Sekcja 14.7: Miareczkowanie kwasowo-zasadowe.