Sådan beregnes det andet ækvivalenspunkt i en titrering

Af John Brennan
Opdateret 30. august 2022

En titrering er en klassisk laboratorieteknik, der bruges til at bestemme koncentrationen af et stof i opløsning. Syre-base titreringer, hvor en syre og en base neutraliserer hinanden, er de hyppigste. Det punkt, hvor al syre eller base i analytten er blevet neutraliseret, kaldes ækvivalenspunktet. For diprotiske syrer eller baser forekommer der også et andet ækvivalenspunkt, og beregning af pH på dette tidspunkt er ligetil med de rigtige data.

Trin 1

Identificer analyttens natur (syre eller base), den specifikke type (f.eks. oxalsyre) og dens koncentration og volumen. I lektieopgaver gives denne information; i et laboratorium optager du det, mens du titrerer.

Trin 2

Diprotiske arter - dem, der kan donere eller acceptere mere end én proton - udviser et andet ækvivalenspunkt. Hent den anden dissociationskonstant (K_a2 for syrer eller K_b2 for baser) fra en pålidelig kilde, såsom en standard referencetekst eller en velrenommeret onlinedatabase.

Trin 3

Beregn det samlede antal mol af analytten. Gang dens molaritet med dens volumen (i liter). For eksempel indeholder 40mL 1M oxalsyre:

(0,040L × 1molL⁻¹) =0,04mol.

Trin 4

Bestem det endelige volumen ved at tilføje titrantvolumenet til det originale analytvolumen. I eksemplet giver 80mL 1M NaOH tilsat 40mL 1M oxalsyre 120mL i alt.

Trin 5

Beregn koncentrationen af den konjugerede art ved det andet ækvivalenspunkt:

0,04mol ÷ 0,120L =0,333M.

Trin 6

Bestem K_b af den fuldt deprotonerede konjugatbase (eller K_a af den konjugerede syre). For en diprotisk syre, K_b =1×10⁻¹⁴ ÷ K_a2 . Brug af oxalsyre (K_a2 =5,4 x 10⁻⁵):

1×10⁻¹⁴ ÷ 5,4×10⁻⁵ =1,852×10⁻¹⁰.

Trin 7

Indstil basisligevægtsudtrykket:

K_b =([OH⁻][konjugatsyre])/[konjugatbase].

Trin 8

Forudsat at ændringen i koncentrationen er lille, lad x repræsentere [OH⁻] og [konjugatsyre]. Ligningen bliver:

1,852×10⁻¹⁰ =x² ÷ 0,333.

Løsning:x² =6,167×10⁻¹¹ → x =7,85×10⁻⁶M.

Trin 9

Konverter hydroxidkoncentrationen til pH. Find først pOH =–log₁₀(7,85×10⁻⁶) =5,105. Derefter er pH =14 – pOH =8,90.

Trin 10

Således er pH ved det andet ækvivalenspunkt 8,90.

Ting, der er nødvendige

• Blyant
• Papir
• Lommeregner

TL;DR (for lang; læste ikke)

Denne beregning udelader vandautoionisering, som kan påvirke meget fortyndede opløsninger af svage baser eller syrer. Ikke desto mindre giver det et pålideligt skøn til de fleste praktiske formål.