Sådan finder du det halve ækvivalenspunkt i en titrationsgraf

Kemister registrerer typisk resultaterne af en syretitrering på et diagram med pH på den lodrette akse og volumenet af den base, de tilføjer på den vandrette akse. Dette giver en kurve, der stiger forsigtigt, indtil den på et bestemt tidspunkt begynder at stige stejlt. Dette punkt - kaldet ækvivalenspunktet - opstår, når syren er neutraliseret. Halvækvivalenspunktet er halvvejs mellem ækvivalenspunktet og oprindelsen. Dette er det punkt, hvor opløsningens pH er lig med dissociationskonstanten (pKa) af syren.

Findning af halvækvivalenspunktet

I et typisk titreringsforsøg er forskeren Tilsæt base til en syreopløsning under måling af pH på en af ​​flere måder. En fælles metode er at bruge en indikator, såsom lakmus, der ændrer farve efterhånden som pH ændres. Andre metoder inkluderer anvendelse af spektroskopi, et potentiometer eller en pH-meter.

Når koncentrationen af ​​base stiger, stiger pH typisk langsomt indtil ækvivalens, når syren er neutraliseret. På dette tidspunkt forårsager tilsætning af mere base pH-værdien stiger hurtigt. Efter at ækvivalensen er nået, falder hældningen dramatisk, og pH igen stiger langsomt med hver tilsætning af basen. Bøjningspunktet, som er det punkt, hvor den nederste kurve ændres til den øverste, er ækvivalenspunktet.

Efter at have bestemt ækvivalenspunktet, er det nemt at finde halvækvivalenspunktet, fordi det er nøjagtigt halvvejs mellem ækvivalenspunktet og oprindelsen på x-aksen.

Betydningen af ​​halvækvivalenspunktet

Henderson-Hasselbalch-ligningen giver forholdet mellem pH-værdien for en sur opløsning og den dissociationskonstant for syren: pH = pKa + log ([A ^{-] /[HA]), hvor [HA] er koncentrationen af ​​den oprindelige syre og [A -] er dens konjugatbase. På ækvivalenspunktet er der blevet lagt tilstrækkelig base til fuldstændig neutralisering af syren, så i halvækvivalenspunktet er koncentrationerne af syre og base ens. Log derfor ([A -] /[HA]) = log 1 = 0 og pH = pKa.}

Ved at tegne en lodret linje fra halvækvivalensvolumenværdien til diagrammet og derefter en vandret linje til y-aksen, er det muligt at direkte udlede syredissociationskonstanten.