PENTRU CE ESTE PUNCTUL DE ECHIVALENȚĂ ȘI PENTRU CE ESTE VORBA? - CHIMIE - 2025

Punctul de echivalență este acela la care două substanțe chimice au reacționat complet. În reacțiile acid-bazice, acest punct indică când un întreg acid sau bază a fost neutralizat. Acest concept reprezintă pâinea și untul zilnic al titrărilor sau evaluărilor volumetrice și este determinat prin calcule matematice simple.

Dar care este gradul? Este un proces în care se adaugă cu atenție un volum al unei soluții de concentrare cunoscută, numită titrant, la o soluție de concentrare necunoscută, pentru a obține concentrația sa.

Sursa: Pixabay

Utilizarea unui indicator de pH permite cunoașterea momentului în care se termină titrarea. Indicatorul este adăugat la soluția care este titrată pentru a cuantifica concentrația pe care se dorește să o cunoască. Un indicator acid-bază este un compus chimic a cărui culoare depinde de concentrația de hidrogen sau pH-ul mediului.

Cu toate acestea, schimbarea culorii indicatorului indică punctul final al titrării, dar nu și punctul de echivalență. În mod ideal, ambele puncte ar trebui să coincidă; dar, în realitate, schimbarea de culoare poate apărea în câteva picături după finalizarea neutralizării acidului sau bazei.

Care este punctul de echivalență?

O soluție dintr-un acid cu concentrație necunoscută plasată într-un balon poate fi titrată prin adăugarea lentă a unei soluții de hidroxid de sodiu de concentrație cunoscută folosind o burete.

Selectarea unui indicator trebuie făcută astfel încât să își schimbe culoarea în momentul în care au reacționat aceeași cantitate de echivalenți chimici ai soluției de titrant și soluția de concentrare necunoscută.

Acesta este punctul de echivalență, în timp ce punctul la care un indicator își schimbă culoarea se numește punctul final, unde se termină titrarea.

Punctul final

Ionizarea sau disocierea indicatorului este reprezentată după cum urmează:

HIN + H ₂ O <=> In ^- + H ₃ O ⁺

Și, prin urmare, are o Ka constantă

Ka = /

Relația dintre indicatorul nedisociat (HIn) și indicatorul disociat (In ^- ) determină culoarea indicatorului.

Adăugarea unui acid crește concentrația de HIn și produce culoarea indicatorului 1. Între timp, adăugarea unei baze favorizează o creștere a concentrației indicatorului disociat (In ^- ) (culoarea 2).

Este de dorit ca punctul de echivalență să se potrivească cu punctul final. Pentru a face acest lucru, este selectat un indicator cu un interval de schimbare a culorii care include punctul de echivalență. De asemenea, încearcă să reducă eventualele erori care produc o diferență între punctul de echivalență și punctul final.

Standardizarea sau titrarea unei soluții este un proces în care este determinată concentrația exactă a unei soluții. Este metodologic un grad, dar strategia urmată este diferită.

O soluție a standardului primar este plasată în balon și soluția de titrant care este standardizată este adăugată cu un buret.

Punctul de echivalență al titrării unui acid puternic cu o bază puternică

100 ml de HCl 0,1 M se introduc în balon și se adaugă treptat o soluție de NaOH 0,1 M printr-o biuretă, determinând modificările de pH ale soluției care provine acidul clorhidric.

Inițial înainte de a adăuga NaOH, pH-ul soluției de HCl este 1.

Se adaugă baza puternică (NaOH) și pH-ul crește treptat, dar este totuși un pH acid, deoarece excesul de acid determină acest pH.

Dacă NaOH continuă să fie adăugat, vine un moment în care se ajunge la punctul de echivalență, unde pH-ul este neutru (pH = 7). Acidul a reacționat odată cu consumarea bazei, dar încă nu există o bază în exces.

Predomină concentrația de clorură de sodiu, care este o sare neutră (nici Na ⁺ nici Cl ^{- nu} sunt hidrolizate).

Dacă NaOH continuă să fie adăugat, pH-ul continuă să crească, devenind mai de bază decât punctul de echivalență, datorită concentrației predominante de NaOH.

În mod ideal, schimbarea de culoare a indicatorului ar trebui să aibă loc la pH = 7; dar datorită formei ascuțite a curbei de titrare, se poate folosi fenolftaleina care se schimbă la o culoare roz pal la un pH în jurul valorii de 8.

Curba de titrare slabă a acidului slab

Sursa: Quantumkinetics, de la Wikimedia Commons Curba de titrare pentru un acid puternic cu o bază puternică este similară imaginii de mai sus. Singura diferență între cele două curbe este că prima are o schimbare de pH mult mai bruscă; în timp ce în curba de titrare a unui acid slab cu o bază puternică, se poate observa că modificarea este mai graduală.

În acest caz, un acid slab, cum ar fi acidul acetic (CH ₃ COOH), se titrează cu o bază puternică, hidroxid de sodiu (NaOH). Reacția care apare în titrare poate fi conturată după cum urmează:

NaOH + CH ₃ COOH => CH ₃ COO ^- Na ⁺ + H ₂ O

În acest caz, se formează tamponul de acetat cu pKa = 4,74. Regiunea tamponată poate fi observată în modificarea ușoară și aproape imperceptibilă înainte de pH 6.

Punctul de echivalență, așa cum indică imaginea, este în jur de 8,72 și nu 7. De ce? Deoarece CH ₃ COO ^- este un anion care după hidrolizare generează OH ^- , care bazează pH-ul:

CH ₃ COO ^- + H ₂ O <=> CH ₃ COOH + OH ^-

etape

Titrarea acidului acetic prin hidroxid de sodiu poate fi împărțită în 4 etape pentru analiză.

-Înainte de a începe să adăugați baza (NaOH), pH-ul soluției este acid și depinde de disocierea acidului acetic.

-Cum se adaugă hidroxid de sodiu, se formează soluția tampon de acetat, dar în același mod crește baza de conjugat acetat, ceea ce aduce cu sine o creștere a pH-ului soluției.

-PH-ul punctului de echivalență apare la un pH de 8,72, care este sincer alcalin.

Punctul de echivalență nu are o valoare constantă și variază în funcție de compușii implicați în titrare.

-Când continuați să adăugați NaOH, după atingerea punctului de echivalență, pH-ul crește din cauza unui exces de hidroxid de sodiu.

Selectarea indicatorului în funcție de punctul de echivalență

Fenolftaleina este utilă în determinarea punctului de echivalență în această titrare, deoarece are punctul de cotitură al culorii la un pH în jurul valorii de 8, care se încadrează în zona de pH a titrării acidului acetic care include punctul echivalență (pH = 8,72).

Pe de altă parte, roșu de metil nu este util în determinarea punctului de echivalență, deoarece își schimbă culoarea în intervalul pH de la 4.5 la 6.4.

Referințe

1. Wikipedia. (2018). Punct de echivalare. Recuperat de la: es.wikipedia.org
2. Helmenstine, Anne Marie, doctorat. (22 iunie 2018). Definiția punctului de echivalență. Recuperat de la: thinkco.com
3. Lusi Madisha. (16 aprilie 2018). Diferența dintre punctul final și punctul de echivalență. » DifferenceBetween.net. Recuperat din: differenbetween.net
4. Uite J. (2018). Punct de echivalență: definiție și calcul. Recuperat din: studiu.com
5. Whitten, KW, Davis, RE, Peck, LP & Stanley, GG Chimie. (2008) A opta ediție. Cengage Learning Editor.