Av John Brennan
Uppdaterad 30 augusti 2022
En titrering är en klassisk laboratorieteknik som används för att bestämma koncentrationen av ett ämne i lösning. Syra-bas-titrering, där en syra och en bas neutraliserar varandra, är de vanligaste. Den punkt där all syra eller bas i analyten har neutraliserats kallas ekvivalenspunkten. För diprotiska syror eller baser inträffar också en andra ekvivalenspunkt, och att beräkna pH vid denna punkt är enkelt med rätt data.
Identifiera analytens natur (syra eller bas), den specifika typen (t.ex. oxalsyra) och dess koncentration och volym. I läxproblem tillhandahålls denna information; i ett labb spelar du in det när du titrerar.
Diprotiska arter - de som kan donera eller acceptera mer än en proton - uppvisar en andra ekvivalenspunkt. Hämta den andra dissociationskonstanten (Ka2 för syror eller Kb2 för baser) från en pålitlig källa som en standardreferenstext eller en ansedd onlinedatabas.
Beräkna det totala antalet mol av analyten. Multiplicera dess molaritet med dess volym (i liter). Till exempel innehåller 40mL 1M oxalsyra:
(0,040L × 1molL⁻¹) =0,04mol.
Bestäm slutvolymen genom att tillsätta titrantvolymen till den ursprungliga analytvolymen. I exemplet ger 80mL 1M NaOH tillsatt till 40mL 1M oxalsyra totalt 120mL.
Beräkna koncentrationen av konjugatarten vid den andra ekvivalenspunkten:
0,04mol ÷ 0,120L =0,333M.
Bestäm Kb av den helt deprotonerade konjugatbasen (eller Ka av konjugatsyran). För en diprotisk syra, Kb =1×10⁻¹⁴ ÷ Ka2 . Använder oxalsyra (Ka2 =5,4x10⁻⁵):
1×10⁻¹⁴ ÷ 5,4×10⁻⁵ =1,852×10⁻¹⁰.
Ställ in basjämviktsuttrycket:
Kb =([OH⁻][konjugatsyra])/[konjugatbas].
Om vi antar att förändringen i koncentrationen är liten, låt x representera [OH⁻] och [konjugatsyra]. Ekvationen blir:
1,852×10⁻¹⁰ =x² ÷ 0,333.
Lösning:x² =6,167×10⁻¹¹ → x =7,85×10⁻⁶M.
Konvertera hydroxidkoncentrationen till pH. Hitta först pOH =–log₁₂(7,85×10⁻⁶) =5,105. Därefter är pH =14 – pOH =8,90.
Således är pH vid den andra ekvivalenspunkten 8,90.
Denna beräkning utelämnar vattenautojonisering, vilket kan påverka mycket utspädda lösningar av svaga baser eller syror. Icke desto mindre ger det en tillförlitlig uppskattning för de flesta praktiska ändamål.
