Ækvivalenspunkt

Ækvivalenspunktet i titrimetrisk analyse er titreringsmomentet , når antallet af ækvivalenter af den tilsatte titrant er ækvivalent med eller lig med antallet af ækvivalenter af analytten i prøven. I nogle tilfælde observeres flere ækvivalenspunkter efter hinanden, for eksempel ved titrering af polybasiske syrer eller ved titrering af en opløsning, hvori der er flere ioner , der skal bestemmes .

Titreringskurvens graf har et eller flere bøjningspunkter svarende til ækvivalenspunkter. Slutpunktet for en titrering (svarende til ækvivalenspunktet, men ikke det samme) er det punkt, hvor indikatoren skifter farve i en kolorimetrisk titrering.

Metoder til bestemmelse af ækvivalenspunktet

Brug af indikatorer

Det er stoffer, der ændrer farve på grund af kemiske processer. Syre-base-indikatorer , såsom phenolphtalein , ændrer farve afhængigt af pH -værdien af den opløsning, de er i. Redox-indikatorer ændrer farve efter en ændring i systemets potentiale og bruges derfor i redoxtitreringer . Inden titreringen påbegyndes, tilsættes et par dråber af indikatoren til testopløsningen, og titreringsmidlet tilsættes dråbevis . Så snart opløsningen efter indikatoren ændrer farve, standses titreringen, dette øjeblik er omtrent ækvivalenspunktet.

Indikatorvalgsregel - ved titrering anvendes en indikator, der skifter farve nær ækvivalenspunktet, det vil sige, at indikatorfarveovergangsintervallet om muligt skal falde sammen med titreringsspringet.

Potentiometri

I dette tilfælde bruges en enhed til at måle opløsningens elektrodepotentiale . Når ækvivalenspunktet er nået, ændres potentialet af arbejdselektroden dramatisk.

Brug af pH-målere

Et pH-meter er i det væsentlige også et potentiometer , som bruger en elektrode , hvis potentiale afhænger af indholdet af H + -ioner i opløsningen , dette er et eksempel på brugen af en ionselektiv elektrode . På denne måde kan ændringen i pH overvåges under hele titreringsprocessen. Når ækvivalenspunktet er nået, ændrer pH sig dramatisk. Denne metode er mere nøjagtig end titrering ved hjælp af syre-base-indikatorer og kan nemt automatiseres.

Elektrisk ledningsevne

Elektrolytopløsningernes ledningsevne afhænger af koncentrationen og mobiliteten af ionerne i den . Under titreringen ændres ledningsevnen ofte betydeligt (f.eks. i en syre-basetitrering interagerer ionerne for at danne et neutralt molekyle , hvilket forårsager en ændring i opløsningens ledningsevne på grund af et fald i koncentrationen af ioner) . ${\ce {H^+))$ ${\ce {OH^-}}$ ${\ce {H2O))$

Opløsningens samlede ledningsevne afhænger også af de andre tilstedeværende ioner (for eksempel modioner), som bidrager forskelligt til ledningsevnen. Dette bidrag afhænger igen af mobiliteten af hver slags ion og af den samlede ionkoncentration ( ionstyrke ). Derfor er det meget sværere at forudsige en ændring i ledningsevnen end at måle den.

Farveændring

Under nogle reaktioner sker der en farveændring selv uden tilføjelse af en indikator. Dette ses oftest ved redoxtitreringer, hvor udgangsmaterialerne og reaktionsprodukterne har forskellige farver i forskellige oxidationstilstande .

Deposition

Hvis der dannes et fast uopløseligt stof under reaktionen, dannes et bundfald (præcipitat) ved afslutningen af titreringen. Et klassisk eksempel på en sådan reaktion er dannelsen af ekstremt tungtopløseligt sølvchlorid fra og ioner . I mange tilfælde giver dette dig ikke mulighed for præcist at bestemme slutningen af titreringen, så nedbørstitreringen bruges oftest som en tilbagetitrering . ${\ce {AgCl))$ ${\ce {Ag^+))$ ${\ce {Cl^-}}$

Isotermisk kalorimetrisk titrering

Der anvendes et isotermisk titreringskalorimeter , som bestemmer ækvivalenspunktet ved mængden af varme, der frigives eller absorberes af det reagerende system. Denne metode er vigtig i biokemiske titreringer, for eksempel for at bestemme, hvordan et enzymsubstrat binder til et enzym .

Termometrisk titrimetri

Termometrisk titrimetri er en ekstremt fleksibel teknik. Den adskiller sig fra kalorimetrisk titrimetri ved, at reaktionsvarmen , som angives ved et fald eller stigning i temperaturen, ikke bruges til at bestemme mængden af et stof indeholdt i testprøven. I modsætning hertil bestemmes ækvivalenspunktet ud fra det område, hvor temperaturændringen sker . Afhængigt af om reaktionen mellem titreringsmidlet og analytten er eksoterm eller endoterm, vil temperaturen under titreringsprocessen stige eller falde tilsvarende. Når hele teststoffet har reageret med titranten, vil ændring af området, hvor temperaturen stiger eller falder, gøre det muligt at bestemme ækvivalenspunktet og bøjningen i temperaturkurven. Det nøjagtige ækvivalenspunkt kan bestemmes ved at tage den anden afledede af temperaturkurven: en tydelig top vil angive ækvivalenspunktet som vist på figuren.

Spektroskopi

Ækvivalenspunktet kan bestemmes ved at måle opløsningens lysabsorption under titreringen, hvis absorptionsspektret for titreringsproduktet, titreringsmidlet eller teststoffet er kendt. Det relative indhold af reaktionsproduktet og teststoffet giver dig mulighed for at bestemme ækvivalenspunktet. Imidlertid kan tilstedeværelsen af fri titrant (som indikerer fuldførelsen af reaktionen) påvises ved meget lave værdier.

Amperometri

Denne metode giver dig mulighed for at bestemme ækvivalenspunktet ved størrelsen af strømmen, der strømmer gennem opløsningen ved en given spænding på elektroderne. Størrelsen af arbejdselektrodestrømmen under teststoffets eller produktets oxidations-/reduktionsreaktion afhænger af deres koncentration i opløsningen. Ækvivalenspunktet svarer til en ændring i strømmens størrelse. Denne metode er mest anvendelig, når det er nødvendigt at reducere forbruget af titrant, for eksempel ved titrering af halogenider med sølvioner . ${\ce {Ag^+))$

Litteratur

Bolotov V. V., Gaidukevich A. N., Svechnikova E. N. et al. Analytisk kemi. - Kharkov: Forlag af NFAU, 2001. - 455 s. - 2500 eksemplarer. — ISBN 966-615-079-4 .
Chemical Encyclopedia / Editorial Board: Knunyants I. L. et al. - M . : Soviet Encyclopedia, 1992. - T. 3 (Med-Pol). — 639 s. - ISBN 5-82270-039-8 .