Lokalisering af halvækvivalenspunktet på en titreringskurve:en praktisk vejledning

Af Chris Deziel | Opdateret 24. marts 2022

Under en typisk syre-base titrering plottes den udviklende pH mod mængden af tilsat titrant. Den resulterende kurve starter med en gradvis stigning og stejler derefter kraftigt ved ækvivalenspunktet, hvor al syre er blevet neutraliseret. Punktet nøjagtigt halvvejs mellem oprindelsen og ækvivalenspunktet på x-aksen er halvækvivalenspunktet. På dette tidspunkt er opløsningens pH lig med syrens dissociationskonstant, pKa.

Placering af halvækvivalenspunktet

Titreringen overvåges ved hjælp af en farveskiftende indikator, et pH-meter, et potentiometer eller spektroskopiske teknikker. Efterhånden som basen tilsættes, stiger pH-værdien langsomt, indtil den når ækvivalenspunktet; ud over det stiger kurven stejlt. Efter ækvivalensvolumenet aftager hældningen igen, og pH stiger mere gradvist.

Identificer ækvivalenspunktet ved at lokalisere bøjningen, hvor kurven går fra den blide til den stejle skråning. Når det volumen er kendt, er halv-ækvivalenspunktet simpelthen midtpunktet på x-aksen mellem nulvolumen og ækvivalensvolumenet.

Betydningen af det halve ækvivalenspunkt

Henderson-Hasselbalch-ligningen, pH =pKa + log([A⁻]/[HA]), forbinder syre-base-forholdet til pH. Ved halvækvivalenspunktet er koncentrationerne af syren (HA) og dens konjugatbase (A⁻) ens, hvilket gør forholdet til et. Følgelig er log1 =0, og ligningen reduceres til pH =pKa. Ved at tegne en lodret linje til halvækvivalensvolumenet og en vandret linje til y-aksen kan pKa derfor aflæses direkte fra kurven.

At kende halvækvivalenspunktet er afgørende for at karakterisere svage syrer, designe buffersystemer og validere titreringsprotokoller.