วิธีการหาจุดสมดุลครึ่งหนึ่งในกราฟการไตเตรท

เนื้อหา

• การหาจุดสมดุลครึ่ง
• ความสำคัญของ Half-Equivalence Point

โดยทั่วไปนักเคมีจะบันทึกผลลัพธ์ของการไตเตรทกรดบนแผนภูมิที่มีค่า pH บนแกนตั้งและปริมาตรของฐานที่เพิ่มบนแกนนอน สิ่งนี้ทำให้เกิดเส้นโค้งที่เพิ่มขึ้นอย่างนุ่มนวลจนกระทั่งถึงจุดหนึ่งมันจะเริ่มสูงขึ้นอย่างมาก จุดนี้ - เรียกว่าจุดสมมูล - เกิดขึ้นเมื่อกรดถูกทำให้เป็นกลาง จุดสมดุลครึ่งคือครึ่งทางระหว่างจุดสมดุลและจุดกำเนิด นี่คือจุดที่ค่า pH ของสารละลายเท่ากับค่าการแยกตัว (pKa) ของกรด

การหาจุดสมดุลครึ่ง

ในการทดลองการไตเตรทโดยทั่วไปผู้วิจัยจะเพิ่มเบสลงในสารละลายกรดในขณะที่วัดค่า pH ในหลายวิธี วิธีการหนึ่งที่พบบ่อยคือการใช้ตัวบ่งชี้เช่นสารสีน้ำเงินซึ่งจะเปลี่ยนสีตามการเปลี่ยนแปลงค่า pH วิธีการอื่น ๆ รวมถึงการใช้สเปกโทรสโกปี, โพเทนชิออมิเตอร์หรือเครื่องวัดค่า pH

เมื่อความเข้มข้นของเบสเพิ่มขึ้นค่าความเป็นกรดด่างจะเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆจนกระทั่งมีความเท่าเทียมกันเมื่อกรดถูกทำให้เป็นกลาง ณ จุดนี้การเพิ่มเบสมากขึ้นจะทำให้ค่า pH เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว หลังจากถึงความเท่าเทียมกันแล้วความชันจะลดลงอย่างมากและค่า pH จะเพิ่มขึ้นอย่างช้า ๆ เมื่อเติมฐานแต่ละครั้ง จุดเบี่ยงเบนซึ่งเป็นจุดที่เส้นโค้งล่างเปลี่ยนเป็นจุดสูงสุดคือจุดสมมูล

หลังจากกำหนดจุดสมมูลแล้วจะสามารถหาจุดสมดุลครึ่งได้ง่ายเพราะอยู่กึ่งกลางระหว่างจุดสมดุลและจุดกำเนิดบนแกน x

ความสำคัญของ Half-Equivalence Point

สมการเฮนเดอร์สัน - แฮสเซลบัลช์ให้ความสัมพันธ์ระหว่าง pH ของสารละลายกรดและค่าคงที่การแยกตัวของกรด: pH = pKa + log (/) โดยที่ความเข้มข้นของกรดดั้งเดิมและเป็นฐานของคอนจูเกต ที่จุดสมมูลมีการเพิ่มฐานเพียงพอที่จะทำให้กรดเป็นกลางอย่างสมบูรณ์ดังนั้นที่จุดสมดุลครึ่งความเข้มข้นของกรดและเบสจะเท่ากัน ดังนั้น log (/) = log 1 = 0 และ pH = pKa

โดยการลากเส้นแนวตั้งจากค่าปริมาตรที่เท่ากันครึ่งหนึ่งไปยังแผนภูมิและจากนั้นเส้นแนวนอนไปยังแกน y ก็เป็นไปได้ที่จะได้รับค่าคงที่การแยกตัวของกรดโดยตรง