В каком случае при титровании точка эквивалентности лежит в области рН 7

Титрование — это аналитический метод, который позволяет точно определить концентрацию раствора вещества. Этот метод основан на реакции между двумя растворами: титрантом (раствор с известной концентрацией) и титруемым раствором (раствор с неизвестной концентрацией).

Одним из ключевых моментов в титровании является определение точки эквивалентности — момента, когда титрант и титруемое вещество прореагировали полностью в соответствии со стехиометрией реакции.

В случае кислотно-основного титрования точка эквивалентности не всегда совпадает с нейтральным значением pH (pH 7).

Точка эквивалентности совпадает с точкой нейтральности (pH 7) только при титровании сильной кислоты сильным основанием (или наоборот).

Давайте разберемся, почему это так.

1. Сильная кислота + Сильное основание = Нейтральный раствор 💧
3. Слабые электролиты и точка эквивалентности 🤔
4. Факторы, влияющие на скачок pH при титровании 📈
5. Определение точки эквивалентности 🔎
6. Заключение 🏁
7. FAQ ❓

Сильная кислота + Сильное основание = Нейтральный раствор 💧

• Сильные кислоты (например, HCl, HNO₃) в растворе практически полностью диссоциируют на ионы (H⁺ и кислотный остаток).
• Сильные основания (например, NaOH, KOH) также практически полностью диссоциируют на ионы (OH⁻ и катион металла).

При титровании сильной кислоты сильным основанием образуется соль и вода.

Например, при титровании соляной кислоты (HCl) гидроксидом натрия (NaOH) протекает следующая реакция:

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

В результате реакции образуется хлорид натрия (NaCl) — соль, образованная сильной кислотой и сильным основанием. Такие соли не подвергаются гидролизу и не влияют на pH раствора.

Поэтому в точке эквивалентности, когда кислота и основание полностью нейтрализовали друг друга, раствор будет иметь pH 7, что соответствует нейтральной среде.

Слабые электролиты и точка эквивалентности 🤔

В случае титрования слабых кислот или слабых оснований точка эквивалентности не будет находиться при pH 7. Это связано с тем, что соли, образованные слабыми электролитами, подвергаются гидролизу.

Гидролиз — это реакция соли с водой, в результате которой образуются ионы H⁺ или OH⁻, что приводит к смещению pH раствора.

• Титрование слабой кислоты сильным основанием: В точке эквивалентности образуется соль, образованная слабой кислотой и сильным основанием. Эта соль гидролизуется по аниону, создавая избыток ионов OH⁻. В результате pH раствора в точке эквивалентности будет больше 7 (щелочная среда).
• Титрование слабого основания сильной кислотой: В точке эквивалентности образуется соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой. Эта соль гидролизуется по катиону, создавая избыток ионов H⁺. В результате pH раствора в точке эквивалентности будет меньше 7 (кислая среда).

Факторы, влияющие на скачок pH при титровании 📈

На крутизну скачка pH вблизи точки эквивалентности влияют следующие факторы:

• Сила кислоты/основания: Чем сильнее кислота или основание, тем более резкий скачок pH наблюдается вблизи точки эквивалентности.
• Концентрация реагентов: Чем выше концентрация титранта и титруемого раствора, тем более выражен скачок pH.
• Температура: С повышением температуры скачок pH становится менее резким.

Определение точки эквивалентности 🔎

Существует несколько способов определения точки эквивалентности:

• Индикаторы:
• Индикаторы — это вещества, которые меняют свой цвет в зависимости от pH раствора.
• Перед началом титрования в титруемый раствор добавляют несколько капель индикатора.
• По мере добавления титранта pH раствора меняется.
• В точке эквивалентности происходит резкое изменение pH, что приводит к изменению цвета индикатора.
• Важно выбрать индикатор, интервал перехода окраски которого совпадает с областью скачка pH на кривой титрования.
• Потенциометрия:
• Этот метод основан на измерении потенциала электрода, погруженного в титруемый раствор, в зависимости от объема добавленного титранта.
• В точке эквивалентности наблюдается резкий скачок потенциала.
• Этот метод более точен, чем метод индикаторов, и позволяет определить точку эквивалентности даже в окрашенных или мутных растворах.
• Спектрофотометрия:
• Этот метод основан на измерении поглощения света раствором в зависимости от объема добавленного титранта.
• Зная спектр поглощения продукта реакции, титранта или титруемого вещества, можно определить точку эквивалентности по изменению оптической плотности раствора.

Заключение 🏁

Определение точки эквивалентности является важным этапом титрования, позволяющим точно определить концентрацию раствора. Выбор метода определения точки эквивалентности зависит от конкретной реакции и условий проведения анализа.

FAQ ❓

• Что такое точка эквивалентности?

Точка эквивалентности — это момент титрования, когда титрант и титруемое вещество прореагировали полностью в соответствии со стехиометрией реакции.

• Всегда ли точка эквивалентности находится при pH 7?

Нет, не всегда. Точка эквивалентности совпадает с точкой нейтральности (pH 7) только при титровании сильной кислоты сильным основанием (или наоборот).

• Как определить точку эквивалентности?

Точку эквивалентности можно определить с помощью индикаторов, потенциометрии или спектрофотометрии.

• Что такое гидролиз соли?

Гидролиз соли — это реакция соли с водой, в результате которой образуются ионы H⁺ или OH⁻, что приводит к смещению pH раствора.

• Как сила кислоты/основания влияет на скачок pH при титровании?

Чем сильнее кислота или основание, тем более резкий скачок pH наблюдается вблизи точки эквивалентности.