Zawartość
Chemicy zazwyczaj zapisują wyniki miareczkowania kwasem na wykresie z pH na osi pionowej i objętością zasady, którą dodają na osi poziomej. Powstaje krzywa, która delikatnie unosi się, aż w pewnym momencie zacznie gwałtownie wznosić się. Ten punkt - zwany punktem równoważności - występuje, gdy kwas zostanie zneutralizowany. Punkt połowy równoważności znajduje się w połowie drogi między punktem równoważności a punktem początkowym. Jest to punkt, w którym pH roztworu jest równe stałej dysocjacji (pKa) kwasu.
Lokalizowanie punktu połowy równoważności
W typowym eksperymencie miareczkowania badacz dodaje zasadę do kwaśnego roztworu, jednocześnie mierząc pH na jeden z kilku sposobów. Jedną z powszechnych metod jest użycie wskaźnika, takiego jak lakmus, który zmienia kolor wraz ze zmianą pH. Inne metody obejmują wykorzystanie spektroskopii, potencjometru lub miernika pH.
Gdy stężenie zasady wzrasta, pH zwykle rośnie powoli do równoważności, gdy kwas zostanie zneutralizowany. W tym momencie dodanie większej ilości zasady powoduje gwałtowny wzrost pH. Po osiągnięciu równoważności nachylenie dramatycznie spada, a pH ponownie rośnie powoli z każdym dodaniem zasady. Punkt przegięcia, który jest punktem, w którym dolna krzywa zmienia się w górną, jest punktem równoważnym.
Po ustaleniu punktu równoważności łatwo jest znaleźć punkt połowy równoważności, ponieważ znajduje się dokładnie w połowie odległości między punktem równoważności a punktem początkowym na osi X.
Znaczenie punktu połowy równoważności
Równanie Hendersona-Hasselbalcha podaje zależność między pH roztworu kwaśnego a stałą dysocjacji kwasu: pH = pKa + log (/), gdzie jest stężenie oryginalnego kwasu i jego sprzężona zasada. W punkcie równoważności dodano wystarczającą ilość zasady, aby całkowicie zneutralizować kwas, więc w punkcie połowy równoważności stężenia kwasu i zasady są równe. Dlatego log (/) = log 1 = 0, a pH = pKa.
Przez narysowanie linii pionowej od wartości objętościowej połowy równoważności do wykresu, a następnie linii poziomej do osi y, można bezpośrednio wyznaczyć stałą dysocjacji kwasu.