Back to chapter

16.6:

חישובי טיטרציה: חומצה חזקה- בסיס חזק

JoVE Core
Chemistry
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Chemistry
Titration Calculations: Strong Acid – Strong Base

Languages

Share

כשחומצה חזקה מטוטרת עם בסיס חזק, או להפך, ניתן לחשב את ה-pH במהלך הטטרציה על ידי מציאת ריכוז ההידרוניום הנותר או יוני ההידרוקסיד. לדוגמה, 50 מילילטר של חומצה הידרוכלורית 0.10 מולר מתפרדת להידרוניום 0.10 מולר וליוני כלוריד עם pH התחלתי של אחד. אם מוסיפים 25 מיליטרים של נתרן הידרוקסיד 0.10 מולר, ניתן לחשב את הריכוז החדש של יוני הידרוניום על ידי חיסור סך המולים של יוני הידרוקסיד מסך המולים של יוני הידרוניום וחלוקה בסך הנפח 75 מילילטרים, שהם 0.075 ליטר.50 מיליטרים של חומצה הידרוכלורית 0.10 מולר מכילים 0.0050 מולים של הידרוניום, בעוד ב-25 מ”ל של נתרן הידרוקסיד 0.10 מולר יש 0.0025 מולים של יוני הידרוקסיד. כשמציבים ערכים אלה במשוואה, ריכוז יוני ההידרוניום שווה ל-0.033 מולר. לכן pH התמיסה עלה ל-1.48.אם ממשיכים להוסיף נתרן הידרוקסידי עד ל-50 מילילטרים, כל יוני ההידרוניום מהחומצה ההידרוכלורית מנוטרלים ומגיעים לנקודה האקווילנטית כשה-pH מגיע ל-7. מעבר לנקודת שיווי המשקל, pH התמיסה נקבע על ידי יוני ההידרוקסיד, היות שהחומצה ההידרוכלורית נוטרלה לחלוטין. אם מוסיפים 70 מילילטרים של תמיסת נתרן הידרוקסיד המכיל 0.0070 מול של יוני הידרוקסיד, ניתן למצוא את ריכוז יוני ההידרוקסיד הסופי באמצעות חיסור מולי ההתחלה של יוני ההידרוניום מסך מולי יוני ההידרוקסיד וחלוקה בסך הנפח של התמיסה.היות שריכוז יוני ההידרוקסיד הסופי הוא 0.017 מולר, ה-pOH וה-pH של התמיסה שווים 1.78 ו-12.22, בהתאמה.

16.6:

חישובי טיטרציה: חומצה חזקה- בסיס חזק

Calculating pH for Titration Solutions: Strong Acid/Strong Base

A titration is carried out for 25.00 mL of 0.100 M HCl (strong acid) with 0.100 M of a strong base NaOH. The pH at different volumes of added base solution can be calculated as follows:

(a) Titrant volume = 0 mL. The solution pH is due to the acid ionization of HCl. Because this is a strong acid, the ionization is complete and the hydronium ion molarity is 0.100 M. The pH of the solution is then:

Eq1

(b) Titrant volume = 12.50 mL. Since the acid sample and the base titrant are both monoprotic and equally concentrated, this titrant addition involves less than a stoichiometric amount of base, and so it is completely consumed by reaction with the excess acid in the sample. The concentration of acid remaining is computed by subtracting the consumed amount from the initial amount and then dividing by the solution volume:

Eq2

(c) Titrant volume = 25.00 mL. This titrant addition involves a stoichiometric amount of base (the equivalence point), and so only products of the neutralization reaction are in solution (water and NaCl). Neither the cation nor the anion of this salt undergo acid-base ionization; the only process generating hydronium ions is the autoprotolysis of water. The solution is neutral, having a pH = 7.00.

(d) Titrant volume = 37.50 mL. This involves the addition of titrant in excess of the equivalence point. The solution pH is then calculated using the concentration of hydroxide ion:

Eq3

This text is adapted from Openstax, Chemistry 2e, Section 14.7: Acid-base Titrations.