Ekvivalenspunkten

Ekvivalenspunkten i titrimetrisk analys är titreringsögonblicket , när antalet ekvivalenter av den tillsatta titranten är ekvivalent med eller lika med antalet ekvivalenter av analyten i provet. I vissa fall observeras flera ekvivalenspunkter efter varandra, till exempel vid titrering av flerbasiska syror eller vid titrering av en lösning där det finns flera joner som ska bestämmas .

Titreringskurvans graf har en eller flera inflexionspunkter , motsvarande ekvivalenspunkter. Slutpunkten för en titrering (liknande ekvivalenspunkten, men inte densamma) är den punkt där indikatorn ändrar färg i en kolorimetrisk titrering.

Metoder för att bestämma ekvivalenspunkten

Använda indikatorer

Det är ämnen som ändrar färg på grund av kemiska processer. Syra-basindikatorer , såsom fenolftalein , ändrar färg beroende på pH i lösningen de är i. Redoxindikatorer ändrar färg efter en förändring i systemets potential och används därför vid redoxtitrering . Innan titreringen påbörjas tillsätts några droppar av indikatorn till testlösningen och titreringen tillsätts droppvis . Så snart lösningen efter att indikatorn ändrar färg, stoppas titreringen, detta ögonblick är ungefär ekvivalenspunkten.

Indikatorvalsregel - vid titrering används en indikator som ändrar färg nära ekvivalenspunkten, det vill säga att indikatorns färgövergångsintervall om möjligt ska sammanfalla med titreringshoppet.

Potentiometri

I detta fall används en anordning för att mäta lösningens elektrodpotential . När ekvivalenspunkten nås förändras arbetselektrodens potential dramatiskt.

Använda pH-mätare

En pH-mätare är i huvudsak också en potentiometer , som använder en elektrod vars potential beror på innehållet av H + -joner i lösningen , detta är ett exempel på användningen av en jonselektiv elektrod . På så sätt kan förändringen i pH övervakas under hela titreringsprocessen. När ekvivalenspunkten nås ändras pH dramatiskt. Denna metod är mer exakt än titrering med syra-basindikatorer och kan enkelt automatiseras.

Elektrisk konduktivitet

Konduktiviteten hos elektrolytlösningar beror på koncentrationen och rörligheten av jonerna i den . Under titreringen ändras konduktiviteten ofta avsevärt (till exempel vid en syra-bastitrering interagerar jonerna för att bilda en neutral molekyl , vilket orsakar en förändring i lösningens konduktivitet på grund av en minskning av jonkoncentrationen) . ${\ce {H^+))$ ${\ce {OH^-}}$ ${\ce {H2O))$

Lösningens totala ledningsförmåga beror också på de andra närvarande joner (till exempel motjoner), som bidrar olika till ledningsförmågan. Detta bidrag beror i sin tur på rörligheten för varje sorts jon och på den totala jonkoncentrationen ( jonstyrka ). Därför är det mycket svårare att förutsäga en förändring i konduktivitet än att mäta den.

Färgförändring

Under vissa reaktioner sker en färgförändring även utan tillägg av en indikator. Detta ses oftast vid redoxtitrering där utgångsmaterial och reaktionsprodukter har olika färg i olika oxidationstillstånd .

Deposition

Om en fast olöslig substans bildas under reaktionen, så bildas en fällning (fällning) i slutet av titreringen. Ett klassiskt exempel på en sådan reaktion är bildningen av extremt svårlöslig silverklorid från och joner . I många fall tillåter detta dig inte att exakt bestämma slutet av titreringen, så fällningstitreringen används oftast som en tillbakatitrering . ${\ce {AgCl))$ ${\ce {Ag^+))$ ${\ce {Cl^-}}$

Isotermisk kalorimetrisk titrering

En isotermisk titreringskalorimeter används , som bestämmer ekvivalenspunkten genom mängden värme som frigörs eller absorberas av det reagerande systemet. Denna metod är viktig vid biokemiska titreringar, till exempel för att bestämma hur ett enzymsubstrat binder till ett enzym .

Termometrisk titrimetri

Termometrisk titrimetri är en extremt flexibel teknik. Den skiljer sig från kalorimetrisk titrimetri genom att reaktionsvärmet , som indikeras av en sänkning eller ökning av temperaturen, inte används för att bestämma mängden av ett ämne som finns i testprovet. Däremot bestäms ekvivalenspunkten baserat på det område där temperaturförändringen inträffar . Beroende på om reaktionen mellan titranten och analyten är exoterm eller endoterm, kommer temperaturen under titreringsprocessen att stiga eller sjunka i enlighet med detta. När allt testämne har reagerat med titranten, gör en förändring av området där temperaturen stiger eller sjunker det möjligt att bestämma ekvivalenspunkten och böjningen i temperaturkurvan. Den exakta ekvivalenspunkten kan bestämmas genom att ta den andra derivatan av temperaturkurvan: en tydlig topp kommer att indikera ekvivalenspunkten som visas i figuren.

Spektroskopi

Ekvivalenspunkten kan bestämmas genom att mäta lösningens ljusabsorption under titreringen, om absorptionsspektrumet för titreringsprodukten, titreringsmedlet eller testämnet är känt. Det relativa innehållet av reaktionsprodukten och testämnet gör att du kan bestämma ekvivalenspunkten. Närvaron av fri titrant (som indikerar fullbordande av reaktionen) kan emellertid detekteras vid mycket låga värden.

Amperometri

Denna metod låter dig bestämma ekvivalenspunkten genom storleken på strömmen som flyter genom lösningen vid en given spänning på elektroderna. Storleken på arbetselektrodströmmen under testämnets eller produktens oxidations-/reduktionsreaktion beror på deras koncentration i lösningen. Ekvivalenspunkten motsvarar en förändring i strömmens storlek. Denna metod är mest användbar när det är nödvändigt att minska förbrukningen av titrant, till exempel vid titrering av halogenider med silverjoner . ${\ce {Ag^+))$

Litteratur

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