Γιατί οι χημικοί μπορούν να χρησιμοποιήσουν μια όξινη τιτλοδότηση για να προσδιορίσουν τη συγκέντρωση άγνωστου ή βάσης;
Η αρχή:
* εξουδετέρωση: Τα οξέα και οι βάσεις αντιδρούν με προβλέψιμο τρόπο, σχηματίζοντας αλάτι και νερό. Αυτή η αντίδραση ονομάζεται εξουδετέρωση.
* Σημείο ισοδυναμίας: Το σημείο ισοδυναμίας σε μια τιτλοδότηση είναι το σημείο όπου οι γραμμομορείς του οξέος και της βάσης είναι ακριβώς ίσα, πράγμα που σημαίνει ότι έχουν εξουδετερωθεί πλήρως ο ένας τον άλλον.
* Δείκτης: Χρησιμοποιείται ένας δείκτης για το σήμα οπτικά όταν επιτευχθεί το σημείο ισοδυναμίας. Ο δείκτης αλλάζει το χρώμα ανάλογα με το pH του διαλύματος.
Η διαδικασία:
1. γνωστή λύση: Ένα διάλυμα γνωστής συγκέντρωσης (είτε ένα οξύ είτε μια βάση) προστίθεται προσεκτικά σε ένα διάλυμα άγνωστης συγκέντρωσης (είτε βάση είτε με οξύ).
2. τιτλοδότηση: Η λύση της γνωστής συγκέντρωσης προστίθεται στάγδην στο άγνωστο διάλυμα, χρησιμοποιώντας μια γειτονιά. Ο όγκος του γνωστού διαλύματος που απαιτείται για την επίτευξη του σημείου ισοδυναμίας καταγράφεται.
3. Ανίχνευση σημείου ισοδυναμίας: Χρησιμοποιείται ένας δείκτης για την παρακολούθηση του ρΗ του διαλύματος. Ο δείκτης αλλάζει το χρώμα όταν επιτευχθεί το σημείο ισοδυναμίας, υποδεικνύοντας ότι η λύση εξουδετερώνεται.
4. Υπολογισμός: Χρησιμοποιώντας τη γνωστή συγκέντρωση του τιτλοδοτούμενου (διάλυμα της γνωστής συγκέντρωσης) και του χρησιμοποιούμενου όγκου, η συγκέντρωση του άγνωστου διαλύματος μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας στοιχειομετρία.
Γιατί η τιτλοδότηση οξέος-βάσης είναι χρήσιμη:
* υψηλή ακρίβεια: Η τιτλοδότηση είναι μια πολύ ακριβής μέθοδος που επιτρέπει τον ακριβή προσδιορισμό των συγκεντρώσεων.
* Universal Application: Η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης μιας ευρείας ποικιλίας οξέων και βάσεων.
* Απλό και βολικό: Ο εξοπλισμός που απαιτείται για τιτλοδότηση είναι σχετικά απλός και άμεσα διαθέσιμος στα περισσότερα εργαστήρια χημείας.
Παράδειγμα:
Ας πούμε ότι έχετε μια άγνωστη λύση υδροξειδίου του νατρίου (NAOH) και θέλετε να βρείτε τη συγκέντρωσή του. Θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε ένα τυποποιημένο διάλυμα υδροχλωρικού οξέος (HCL) ως τιτλοδοτημένο:
1. Προσθέτετε έναν γνωστό όγκο του διαλύματος NaOH σε μια φιάλη.
2. Προσθέτετε μερικές σταγόνες ενός δείκτη (όπως η φαινολοφθαλεΐνη).
3. Προσθέτετε προσεκτικά τη λύση HCl από την προθεσμία έως ότου ο δείκτης αλλάξει το χρώμα, υποδηλώνοντας το σημείο ισοδυναμίας.
4. Καταγράψτε τον όγκο του HCL που χρησιμοποιείται.
5. Γνωρίζοντας τη συγκέντρωση του διαλύματος HCl και τον όγκο που χρησιμοποιείται, μπορείτε να υπολογίσετε τη συγκέντρωση του διαλύματος ΝαΟΗ χρησιμοποιώντας την στοιχειομετρία της αντίδρασης.
Συμπερασματικά, η τιτλοδότηση βάσης οξέος είναι ένα ισχυρό εργαλείο για τους χημικούς να προσδιορίσουν τη συγκέντρωση άγνωστων οξέων ή βάσεων με υψηλή ακρίβεια. Βασίζεται στις θεμελιώδεις αρχές των αντιδράσεων εξουδετέρωσης και χρησιμοποιεί την αλλαγή οπτικής ένδειξης για να σηματοδοτήσει το σημείο ισοδυναμίας.
