Εξηγήστε την ποτενσιομετρική τιτλοδότηση με ένα παράδειγμα;

Η ποτενσιομετρική τιτλοδότηση, επίσης γνωστή ως τιτλοδότηση ρΗ, είναι μια τεχνική που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης ενός άγνωστου οξέος ή της βάσης παρακολουθώντας την αλλαγή στο ρΗ κατά τη διάρκεια της τιτλοδότησης. Περιλαμβάνει τη μέτρηση του δυναμικού (τάσης) ενός ηλεκτροχημικού κυττάρου, όπως ένα ηλεκτρόδιο pH, καθώς το τιτλοδότηση προστίθεται στο διάλυμα αναλύτη.

Ακολουθεί ένα απλοποιημένο παράδειγμα ποτενσιομετρικής τιτλοδότησης:

Παράδειγμα:τιτλοδότηση ενός ισχυρού οξέος με ισχυρή βάση

Ας εξετάσουμε την τιτλοδότηση 50 mL υδροχλωρικού οξέος 0,1 Μ (HCl) με υδροξείδιο του νατρίου 0,1 Μ (ΝΑΟΗ).

1. Προετοιμασία:

- Ρυθμίστε έναν μετρητή pH ή έναν ποτενσιομετρικό τιτλοδότη με ηλεκτρόδιο pH.

- Συμπληρώστε μια γειτονιά με το διάλυμα NaOH.

- Μεταφέρετε τη λύση HCl σε ένα ποτήρι.

2. Αρχική ανάγνωση:

- Βυθίστε το ηλεκτρόδιο pH στο διάλυμα HCl.

- Καταγράψτε την αρχική ανάγνωση pH.

3. τιτλοδότηση:

- Ξεκινήστε να προσθέτετε το διάλυμα NaOH από το Burette Prompwise στο διάλυμα HCl ενώ ανακατεύετε συνεχώς.

- Σε κάθε προσθήκη, περιμένετε να σταθεροποιηθεί η ανάγνωση του pH.

- Καταγράψτε την ανάγνωση pH μετά από κάθε προσθήκη NAOH.

4. Σχεδιάζοντας την καμπύλη τιτλοδότησης:

-Σχεδιάστε ένα γράφημα με pH στον άξονα y και ο όγκος του NaOH προστέθηκε (σε ml) στον άξονα x.

- Η προκύπτουσα καμπύλη ονομάζεται καμπύλη τιτλοδότησης.

5. Σημείο ισοδυναμίας:

- Το σημείο ισοδυναμίας είναι το σημείο στο οποίο οι γραμμομορείς του οξέος και της βάσης είναι ίσα, με αποτέλεσμα ένα ουδέτερο διάλυμα.

- Το σημείο ισοδυναμίας υποδεικνύεται από μια απότομη αλλαγή στο pH ή ένα οροπέδιο στην καμπύλη τιτλοδότησης.

6. Υπολογισμοί:

- Στο σημείο ισοδυναμίας, τα moles του NaOH που προστέθηκαν είναι ίσα με τα moles του HCL που αρχικά υπάρχουν στο διάλυμα.

- Χρησιμοποιήστε τον όγκο και τη συγκέντρωση του NaOH που προστέθηκε στο σημείο ισοδυναμίας για να υπολογίσετε τη συγκέντρωση του HCl.

Σε αυτό το παράδειγμα, το σημείο ισοδυναμίας θα επιτευχθεί όταν οι γραμμομορείς του NaOH που προστίθενται είναι ίσες με τις γραμμομορείς του HCl που υπάρχουν στα 50 mL διαλύματος 0,1 Μ HCl. Δεδομένου ότι το HCl είναι μονοπρωτικό οξύ, οι γραμμομονείς του HCl μπορούν να υπολογιστούν ως:

ΜΟΝΑΔΑ HCL =Συγκέντρωση HCl × Όγκος HCl

ΜΟΝΑΔΑ HCL =0,1 m × 50 mL =5,0 mmol

Στο σημείο ισοδυναμίας, ο αριθμός των γραμμομορίων του NaOH που προστέθηκε θα είναι επίσης 5,0 mmol. Επομένως, η συγκέντρωση του ΝΑΟΗ μπορεί να υπολογιστεί ως:

Συγκέντρωση naOH =moles naOH / όγκο naOH

Συγκέντρωση NaOH =5,0 mmol / όγκος NaOH

Με τον προσδιορισμό του όγκου του ΝΑΟΗ που απαιτείται για να φτάσει στο σημείο ισοδυναμίας, μπορεί να υπολογιστεί η ακριβής συγκέντρωση του HCl στο άγνωστο διάλυμα.