Een gemeenschappelijke soort chemie experiment genaamd titratie bepaalt de concentratie van een stof die opgelost in een oplossing. Zuur-base titraties, waarin een zuur en een base elkaar neutraliseren, zijn de meest voorkomende soort. Het punt waarop alle zuur of base in de analyt (de oplossing wordt geanalyseerd) heeft geneutraliseerd wordt genoemd de equivalentie punt; afhankelijk van het zuur of base in de analyt, zal sommige titraties hebben een tweede equivalentie punt ook. De pH van de oplossing bij het tweede punt van de gelijkwaardigheid kunt u gemakkelijk berekenen.
Wat die u nodig hebt
- Potlood
- Papier
- Rekenmachine
Bepalen of zuur of een base aanwezig in het analyt was, welk soort zuur of base aanwezig was, en hoeveel van het was aanwezig. Als u op deze vraag voor een huiswerkopdracht werkt, zal de informatie worden gegeven aan u. Als, aan de andere kant, je hebt net gedaan een titratie in het lab, zal hebben u de informatie verzameld als u de titratie uitgevoerd.
Vergeet niet dat diprotic zuren of basen (zuren/basen die kunnen doneren of accepteren van meer dan één waterstof ion) het soort dat tweede gelijkwaardigheid punten zal hebben. Herinner me ook dat Ka1 de evenwichtsconstante (verhouding van producten naar reactanten) voor de eerste donatie van het proton, is terwijl Ka2 de evenwichtsconstante voor het tweede proton doneren is. Opzoeken van de Ka2 voor uw zuur of base in een referentietekst of online tabel (zie bronnen).
Bepalen van het bedrag van de geconjugeerde zuur of base in uw analyt. Dit is gelijk aan de hoeveelheid zuur of base oorspronkelijk aanwezig. De oorspronkelijke concentratie van de analyt te vermenigvuldigen met het volume. Stel bijvoorbeeld dat je begint met 40 mL van 1 molair oxaalzuur. De concentratie converteren naar milliliter door te delen door 1000, dan vermenigvuldig dit volume met de concentratie. Dit geeft je het aantal mol van oxaalzuur oorspronkelijk aanwezig: (40/1000) x 1 = 0,04. Er zijn 0,04 mollen oxaalzuur aanwezig.
Nemen van de hoeveelheid titrant (de chemische u toegevoegd tijdens de titratie) toe te voegen aan het volume van de analyt oorspronkelijk aanwezig te neutraliseren het zuur of base analyt. Zo krijgt u uw eindvolume. Bijvoorbeeld, stel dat te bereiken tweede gelijkwaardigheid, 80 mL 1 m NaOH aan 40 mL van 1 molair oxaalzuur werd toegevoegd. De berekening zal worden 80 mL titrant + 40 mL analyt = eindvolume van 120 mL.
Verdeelt het aantal mol van zuur of base oorspronkelijk aanwezig in het analyt door het eindvolume. Hiermee krijgt u de uiteindelijke concentratie van geconjugeerde zuur of base. Bijvoorbeeld 120 mL was het eindvolume en 0,04 mollen waren oorspronkelijk aanwezig. Converteren van mL tot liter en het aantal mol wordt gedeeld door het aantal liter: 120/1000 = 0,12 liter; 0,04 mollen/0.12 liter = 0.333 mol / liter.
Het bepalen van het Kb van de geconjugeerde base (of de Ka als er een geconjugeerde zuur). Vergeet niet dat de geconjugeerde base de soort gevormd is wanneer u alle de protonen van een zuur, verwijdert terwijl het geconjugeerde zuur de soort gevormd is wanneer u protonen aan een base doneren. Dus, op het 2de punt van gelijkwaardigheid, het diprotic zuur (oxaalzuur, bijvoorbeeld) zal geweest zijn volledig gedeprotoneerde en haar Kb zal gelijk is aan 1 x 10 ^-14/de tweede Ka voor oxaalzuur. Voor een base, de Ka op het tweede punt van de equivalentie gelijk zal zijn aan 1 x 10 ^-14/de tweede Kb voor de diprotic basis. Oxaalzuur was bijvoorbeeld de analyt. De Ka is 5.4 x 10 ^ -5. Verdelen van 1 x 10 ^-14 door 5.4 x 10 ^ -5: (1 x 10 ^-14) / (5,4 x 10 ^ -5) = 1.852 x 10 ^ -10. Dit is de Kb voor de volledig ring vorm van oxaalzuur, het oxalaat-ion.
Instellen van een constante vergelijking van evenwicht in de volgende vorm: Kb = ([OH-] [geconjugeerde zuur]) / [geconjugeerde base]. De rechte haken vertegenwoordigen concentratie.
Plaatsvervanger x ^ 2 voor de twee termen op de top in de vergelijking en voor x op te lossen, zoals: Kb = x ^ 2 / [geconjugeerde base]. Bijvoorbeeld, de concentratie van natrium oxalaat was 0.333 mol/L, en haar Kb was 1.852 x 10 ^ -10. Als deze waarden zijn aangesloten, het levert de volgende berekening: 1.852 x 10 ^ -10 = x ^ 2/0.333. Vermenigvuldig beide zijden van de vergelijking met 0.333: 0.333-x (1.852 x 10 ^ -10) = x ^ 2; 6.167 x 10 ^ -11 = x ^ 2. Neem de vierkantswortel van beide zijden voor x: op te lossen (6.167 x 10 ^ -11) ^ 1/2 = x. Dit levert het volgende: x = 7.85 x 10 ^ -6. Dit is de concentratie van hydroxide-ionen in de oplossing.
Converteren van concentratie van hydroxide-ion- of waterstof ion naar pH. Hebt u concentratie van waterstof ion, nemen je gewoon het negatieve logboek converteren naar pH. Hebt u concentratie van hydroxide ion, neem de negatieve log dan aftrekken van uw antwoord van 14 tot het vinden van de pH. Bijvoorbeeld, de concentratie gevonden was 7.85 x 10 ^-6 mol per liter hydroxide ionen: log 7.85 x 10 ^ -6 =-5.105, dus-log 7.85 x 10 ^ -6 = 5.105.
Aftrekken van uw antwoord van 14. Bijvoorbeeld, 14-5.105 = 8,90. De pH op het tweede punt van de gelijkwaardigheid is 8,90.
- Deze berekening heb geen rekening de autoionization van water, die uitgroeien tot een factor in zeer verdunde oplossingen van zwakke basen of zuren voorkomt kan. Het is echter een goede schatting voor deze doeleinden en het soort antwoord dat u zult worden verwacht om te geven voor dit soort probleem.
