Περιεχόμενο
Στη χημεία, η τιτλοδότηση είναι μια διαδικασία με την οποία ένας χημικός μπορεί να βρει την συγκέντρωση μιας λύσης με καλή ακρίβεια, εάν ξέρει ποια ουσία είναι μέσα σε αυτήν. Αυτό μπορεί να είναι πολύ βολικό για τον προσδιορισμό των συγκεντρώσεων οξέων και βάσεων, όπως το υδροχλωρικό οξύ και το υδροξείδιο του νατρίου. Τυπικά, ο χημικός προσθέτει ένα δεύτερο διάλυμα, σταγόνα-σταγόνα, έως ότου το μείγμα ξαφνικά αλλάξει χρώμα, σηματοδοτώντας το τέλος της τιτλοδότησης.
Βασική διαδικασία
Η λύση της άγνωστης συγκέντρωσης ονομάζεται "τίτλος". Η προστιθέμενη λύση ονομάζεται "τιτλοδοτητής". Σε τιτλοποίηση με βάση οξύ, προστίθεται αρκετός τίτλος στον τίτλο για να εξουδετερωθεί. Έτσι εάν ο τίτλος είναι μια βάση, ένας χημικός προσθέτει οξύ ως τίτλο.
Ένας τεχνικός εργαστηρίου προσθέτει μια ένδειξη χρώματος στον τίτλο πριν δείξει το σημείο εξουδετέρωσης.Αυτό είναι σημαντικό επειδή αν προσθέσει τον τίτλο πολύ γρήγορα, ο τεχνικός μπορεί να πάει δεξιά από το σημείο εξουδετέρωσης και δεν ξέρει ακριβώς πόσο titrant ήταν αναγκαία για να φτάσει σε αυτό.
Δείκτες
Στην τιτλοδότηση της όξινης βάσης, το σημείο εξουδετέρωσης λαμβάνει χώρα σε ρΗ 7,0. Το Litmus είναι ένας καλός δείκτης για μια οξεοβασική τιτλοδότηση, επειδή αλλάζει χρώμα σε ένα pH γύρω στο 6,5 - αρκετά κοντά, όπως θα εξηγηθεί παρακάτω. Εφόσον οι δείκτες αντιδρούν με το διάλυμα που μετράται, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται με μετριοπάθεια - μερικές μόνο σταγόνες, αν είναι δυνατόν.
Σημείο ισοδυναμίας
Το σημείο στο οποίο ο τίτλος εξουδετερώνει πλήρως τον τίτλο, αφήνοντας το ουδέτερο νερό, ονομάζεται "σημείο ισοδυναμίας". Αυτό συμβαίνει όταν ο τίτλος έχει "εξαντλήσει" ολόκληρο τον τίτλο. Το οξύ και η βάση ακυρώθηκαν πλήρως. Ένα παράδειγμα αυτού του είδους αμοιβαίας ακύρωσης απεικονίζεται σε αυτόν τον χημικό τύπο:
HCl + NaOH -> NaCL + Η2Ο
Σε ισορροπία, τα διαλύματα ρΗ είναι 7,0.
Καμπύλη τιτλοδότησης
Αν χρησιμοποιείτε μετρητή pH, μπορείτε να καταγράψετε τακτικά το pH καθώς προστίθεται το τιτλοδοτικό. Μια γραφική παράσταση του ρΗ (ως κατακόρυφος άξονας) ενάντια στον όγκο του τίτλου θα παρήγαγε μια κεκλιμένη καμπύλη η οποία είναι ιδιαίτερα απότομη γύρω από το σημείο ισοδυναμίας. Το PH είναι ένα μέτρο της συγκέντρωσης H3O + σε ένα διάλυμα. Η προσθήκη μιας ή δύο σταγόνων σε ένα ουδέτερο διάλυμα αλλάζει πολύ τη συγκέντρωση H3O +, με συντελεστή 10 ή περισσότερο. Το διπλασιασμό του ποσού που προστίθεται δεν αλλάζει τη συγκέντρωση σχεδόν εξίσου. Αυτό καθιστά την καμπύλη τιτλοδότησης τόσο απότομη σε αυτή την περιοχή και συνεπώς καθιστά το σημείο ισοδυναμίας τόσο εύκολο να αναγνωριστεί στο γράφημα. Συνεπώς, η ποσότητα του τίτλου που απαιτείται για την εξουδετέρωση του τίτλου είναι εύκολο να ποσοτικοποιηθεί με ακρίβεια.
Ποτενσιομετρική τιτλοδότηση
Μια καμπύλη τιτλοδότησης μπορεί επίσης να γράψει αγωγιμότητα (ως κατακόρυφο άξονα) ενάντια στον τίτλο. Τα οξέα και οι βάσεις διεξάγουν ηλεκτρική ενέργεια. Επομένως, μπορείτε να μετρήσετε την αγωγιμότητα με την εισαγωγή ηλεκτροδίων στον τίτλο. Τα ηλεκτρόδια θα συνδεθούν με μπαταρία και αμπερόμετρο (ή βολτόμετρο). Η καμπύλη τιτλοδότησης θα αλλάξει ραγδαία στο σημείο ισοδυναμίας. Στην περίπτωση αυτή, η αγωγιμότητα θα έχει ένα αξιοσημείωτο ελάχιστο στο σημείο ισοδυναμίας. Αυτή η μέθοδος έχει το πλεονέκτημα ότι δεν χρειάζεται κάποιος δείκτης, ο οποίος θα μπορούσε να παρεμβαίνει ή να συμμετέχει στην αντίδραση εξουδετέρωσης, επηρεάζοντας τα αποτελέσματά της.