Πώς μπορεί μια τιτλοδότηση να σας βοηθήσει να προσδιορίσετε τη συγκέντρωση μιας άγνωστης ουσίας;
1. Αρχή εξουδετέρωσης:
Η τιτλοδότηση βασίζεται στην αρχή της εξουδετέρωσης, όπου ένας γνωστός όγκος διαλύματος με γνωστή συγκέντρωση (το τιτλοδοτημένο) προστίθεται σταδιακά σε μια λύση άγνωστης συγκέντρωσης (αναλύτη) μέχρι να ολοκληρωθεί η αντίδραση μεταξύ τους. Αυτό το σημείο ολοκλήρωσης υποδεικνύεται συνήθως από μια αλλαγή στο χρώμα, χρησιμοποιώντας έναν δείκτη.
2. Η διαδικασία τιτλοδότησης:
* Προετοιμασία: Μετράτε με ακρίβεια έναν γνωστό όγκο της λύσης αναλύτη σε μια φιάλη (συχνά ονομάζεται φιάλη Erlenmeyer).
* Προσθήκη τιτλοποίησης: Προσθέτετε προσεκτικά το τιτλοδοτιακό διάλυμα από μια γειτονιά, έναν διαβαθμισμένο σωλήνα με ένα stopcock, στάγδην στο διάλυμα αναλύτη.
* Δείκτης: Προσθέτετε μια ένδειξη στη λύση αναλύτη που αλλάζει το χρώμα όταν ολοκληρωθεί η αντίδραση.
* Τελικό σημείο: Το τελικό σημείο επιτυγχάνεται όταν ο δείκτης αλλάζει το χρώμα, υποδηλώνοντας ότι η αντίδραση μεταξύ του τιτλοδότησης και του αναλύτη είναι πλήρης.
* Συλλογή δεδομένων: Καταγράφετε τον ακριβή όγκο του τιτλοδοτούμενου που χρησιμοποιείται για να φτάσει στο τελικό σημείο.
3. Υπολογισμός συγκέντρωσης:
* Stoichiometry: Η αντίδραση μεταξύ του τιτλοδοτούμενου και του αναλύτη είναι συνήθως μια αντίδραση εξουδετέρωσης (όξινη βάση) ή μια αντίδραση οξειδοαναγωγής. Πρέπει να γνωρίζετε την ισορροπημένη χημική εξίσωση για αυτήν την αντίδραση για να προσδιορίσετε την στοιχειομετρική αναλογία μεταξύ του τιτλοδοτούμενου και του αναλύτη.
* Υπολογισμοί: Χρησιμοποιώντας τη γνωστή συγκέντρωση του τιτλοδοτούμενου, τον όγκο του τιτλοδοτούμενου που χρησιμοποιήθηκε και τη στοιχειομετρία της αντίδρασης, μπορείτε να υπολογίσετε τα γραμμομορίων του αναλύτη που αντέδρασαν. Τέλος, μπορείτε να υπολογίσετε τη συγκέντρωση του αναλύτη διαιρώντας τις γραμμομορείς του αναλύτη με τον όγκο του διαλύματος αναλύτη.
Παράδειγμα:
Ας υποθέσουμε ότι θέλετε να καθορίσετε τη συγκέντρωση ενός άγνωστου διαλύματος υδροχλωρικού οξέος (HCl). Μπορείτε να το τιτλοφορούν με ένα γνωστό διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου (NAOH). Η αντίδραση είναι:
HCL (aq) + naOH (aq) → NaCl (aq) + h₂o (l)
1. Προσθέτετε έναν γνωστό όγκο της λύσης HCl σε μια φιάλη.
2. Προσθέτετε μερικές σταγόνες δείκτη φαινολοφθαλεΐνης, η οποία μετατρέπεται σε ροζ σε βασικές λύσεις.
3. Προσθέτετε το διάλυμα NaOH από μια προεξοχή Burtete έως ότου η λύση στη φιάλη γυρίσει ροζ, υποδεικνύοντας το τελικό σημείο.
4. Καταγράφετε τον όγκο του NaOH που χρησιμοποιείται.
5. Χρησιμοποιώντας τη γνωστή συγκέντρωση NaOH, τον όγκο που χρησιμοποιήθηκε και την στοιχειομετρία της αντίδρασης (αναλογία 1:1), υπολογίζετε τα moles του HCl που αντιδρούσαν.
6. Στη συνέχεια, διαιρέστε τα γραμμομόρια του HCl με τον όγκο του διαλύματος HCl για να υπολογίσετε τη συγκέντρωσή του.
Συνοπτικά:
Η τιτλοδότηση είναι μια ισχυρή αναλυτική τεχνική που σας επιτρέπει να προσδιορίσετε με ακρίβεια τη συγκέντρωση μιας άγνωστης ουσίας αντιδρώντας την με μια λύση γνωστής συγκέντρωσης και αναλύοντας το τελικό σημείο της αντίδρασης.
