Περιεχόμενο
Οι χημικοί τυπικά καταγράφουν τα αποτελέσματα μιας τιτλοποίησης οξέος σε ένα διάγραμμα με ρΗ στον κατακόρυφο άξονα και τον όγκο της βάσης που προστίθενται στον οριζόντιο άξονα. Αυτό παράγει μια καμπύλη που ανεβαίνει απαλά μέχρις ότου, σε ένα συγκεκριμένο σημείο, αρχίσει να αυξάνεται απότομα. Αυτό το σημείο - που ονομάζεται σημείο ισοδυναμίας - συμβαίνει όταν το οξύ έχει εξουδετερωθεί. Το σημείο μισής ισοδυναμίας βρίσκεται στο ήμισυ της διαδρομής μεταξύ του σημείου ισοδυναμίας και της προέλευσης. Αυτό είναι το σημείο στο οποίο το ρΗ του διαλύματος είναι ίσο με τη σταθερά διάστασης (ρΚα) του οξέος.
Εντοπισμός του σημείου μισής ισοδυναμίας
Σε ένα τυπικό πείραμα τιτλοδότησης, ο ερευνητής προσθέτει βάση σε ένα όξινο διάλυμα ενώ μετρά το pH με έναν από τους πολλούς τρόπους. Μια κοινή μέθοδος είναι να χρησιμοποιήσετε έναν δείκτη, όπως το λακκούβας, που αλλάζει χρώμα καθώς αλλάζει το pH. Άλλες μέθοδοι περιλαμβάνουν τη χρήση φασματοσκοπίας, ποτενσιομέτρου ή μετρητή ρΗ.
Καθώς αυξάνεται η συγκέντρωση της βάσης, το ρΗ τυπικά αυξάνεται αργά μέχρι την ισοδυναμία, όταν το οξύ έχει εξουδετερωθεί. Σε αυτό το σημείο, η προσθήκη περισσότερης βάσης προκαλεί ταχέως αύξηση του ρΗ. Μετά την επίτευξη ισοδυναμίας, η κλίση μειώνεται δραματικά και το ρΗ αυξάνεται και πάλι αργά με κάθε προσθήκη της βάσης. Το σημείο καμπής, το οποίο είναι το σημείο στο οποίο η κατώτερη καμπύλη αλλάζει στην ανώτερη, είναι το σημείο ισοδυναμίας.
Μετά τον προσδιορισμό του σημείου ισοδυναμίας, είναι εύκολο να βρεθεί το σημείο μισής ισοδυναμίας, επειδή είναι ακριβώς στο μισό της διαδρομής μεταξύ του σημείου ισοδυναμίας και της προέλευσης στον άξονα x.
Σημασία του σημείου μισής ισοδυναμίας
Η εξίσωση Henderson-Hasselbalch δίνει τη σχέση μεταξύ του ρΗ ενός όξινου διαλύματος και της σταθεράς διάστασης του οξέος: ρΗ = pKa + log (/), όπου είναι η συγκέντρωση του αρχικού οξέος και είναι η συζευγμένη βάση του. Στο σημείο ισοδυναμίας, έχει προστεθεί αρκετή βάση για να εξουδετερώσει πλήρως το οξύ, έτσι ώστε στο σημείο μισής ισοδυναμίας οι συγκεντρώσεις οξέος και βάσης να είναι ίσες. Ως εκ τούτου, το log (/) = log 1 = 0 και το pH = pKa.
Με το σχεδιασμό μιας κατακόρυφης γραμμής από την τιμή όγκου μισής ισοδυναμίας στο γράφημα και έπειτα από μια οριζόντια γραμμή προς τον άξονα y, είναι δυνατόν να ληφθεί άμεσα η σταθερά διαστάσεως οξέος.