Το σημείο ισοδυναμίας είναι ένας όρος χημείας που θα συναντήσετε όταν κάνετε τιτλοδότηση. Ωστόσο, τεχνικά ισχύει για οποιαδήποτε αντίδραση οξέος-βάσης ή εξουδετέρωσης. Εδώ είναι ο ορισμός του και μια ματιά στις μεθόδους που χρησιμοποιούνται για την αναγνώρισή του.
Ορισμός σημείου ισοδυναμίας
Το σημείο ισοδυναμίας είναι το σημείο στο a ογκομετρική ανάλυση όπου το ποσό των τιτλοδότη προστίθεται αρκεί να ολοκληρωθεί εξουδετερώνω την αναλυόμενη ουσία λύση. Τα γραμμομοριακά μόρια (πρότυπο διάλυμα) ισούνται με τα γραμμομόρια του διαλύματος με άγνωστη συγκέντρωση. Αυτό είναι επίσης γνωστό ως το στοιχειομετρικό σημείο, επειδή είναι όπου τα mole του οξέος είναι ίσα με την ποσότητα που απαιτείται για να εξουδετερωθούν τα ισοδύναμα moles της βάσης. Σημειώστε ότι αυτό δεν σημαίνει απαραίτητα ότι η αναλογία οξέος προς βάση είναι 1: 1. Η αναλογία καθορίζεται από το την ισορροπημένη χημική εξίσωση όξινου βάσεως.
Το σημείο ισοδυναμίας δεν είναι το ίδιο με το τελικό σημείο της τιτλοδότησης. Το τελικό σημείο αναφέρεται στο σημείο στο οποίο αλλάζει ο χρωματικός δείκτης. Τις περισσότερες φορές, η αλλαγή χρώματος συμβαίνει μετά την επίτευξη του σημείου ισοδυναμίας. Χρησιμοποιώντας το τελικό σημείο για να υπολογίσετε φυσικά την ισοδυναμία
εισάγει σφάλμα.Λέξεις κλειδιά: Σημείο ισοδυναμίας
- Το σημείο ισοδυναμίας ή το στοιχειομετρικό σημείο είναι το σημείο σε μια χημική αντίδραση όταν υπάρχει ακριβώς αρκετό οξύ και βάση για να εξουδετερωθεί το διάλυμα.
- Σε μια τιτλοδότηση, όπου τα γραμμομοριακά μόρια ισοδυναμούν με τα γραμμομοριακά διαλύματα άγνωστης συγκέντρωσης. Η αναλογία οξέος προς βάση δεν είναι κατ 'ανάγκη 1: 1, αλλά πρέπει να προσδιορίζεται χρησιμοποιώντας την ισορροπημένη χημική εξίσωση.
- Μέθοδοι προσδιορισμού του σημείου ισοδυναμίας περιλαμβάνουν αλλαγή χρώματος, αλλαγή ρΗ, σχηματισμό ιζήματος, αλλαγή αγωγιμότητας ή αλλαγή θερμοκρασίας.
- Σε τιτλοδότηση, το σημείο ισοδυναμίας δεν είναι το ίδιο με το τελικό σημείο.
Μέθοδοι εύρεσης του σημείου ισοτιμίας
Υπάρχουν διάφοροι διαφορετικοί τρόποι προσδιορισμού του σημείου ισοδυναμίας μιας τιτλοδότησης:
Αλλαγή χρώματος - Ορισμένες αντιδράσεις μεταβάλλουν φυσικά το χρώμα στο σημείο ισοδυναμίας. Αυτό μπορεί να παρατηρηθεί στην οξειδοαναγωγική τιτλοδότηση, ιδιαίτερα στα μεταβατικά μέταλλα, όπου οι καταστάσεις οξείδωσης έχουν διαφορετικά χρώματα.
δείκτης pH - Μπορεί να χρησιμοποιηθεί έγχρωμος δείκτης pH, ο οποίος αλλάζει χρώμα ανάλογα με το pH. Η χρωστική ένδειξης προστίθεται στην αρχή της τιτλοδότησης. Η αλλαγή χρώματος στο τελικό σημείο είναι μια προσέγγιση του σημείου ισοδυναμίας.
Κατακρήμνιση - Αν ένα αδιάλυτο ίζημα ως αποτέλεσμα της αντίδρασης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό του σημείου ισοδυναμίας. Για παράδειγμα, το κατιόν αργύρου και το χλωριούχο ανιόν αντιδρούν για να σχηματίσουν χλωριούχο άργυρο, το οποίο είναι αδιάλυτο στο νερό. Εντούτοις, μπορεί να είναι δύσκολο να προσδιοριστεί η βροχόπτωση, επειδή το μέγεθος των σωματιδίων, το χρώμα και ο ρυθμός καθίζησης μπορεί να δυσχεράνουν την εμφάνιση.
Αγωγιμότητα - Τα ιόντα επηρεάζουν το ηλεκτρική αγωγιμότητα μιας λύσης, έτσι όταν αντιδρούν μεταξύ τους, αλλάζει η αγωγιμότητα. Η συμπεριφορά μπορεί να είναι μια δύσκολη μέθοδος χρήσης, ειδικά αν υπάρχουν άλλα ιόντα στη λύση που μπορούν να συμβάλουν στην αγωγιμότητά της. Η συμπεριφορά χρησιμοποιείται για κάποιες αντιδράσεις οξέος-βάσης.
Ισοθερμική θερμιδομετρία - Το σημείο ισοδυναμίας μπορεί να προσδιοριστεί με τη μέτρηση της ποσότητας θερμότητας που παράγεται ή απορροφάται με τη χρήση συσκευής που ονομάζεται ισοθερμικό θερμιδόμετρο τιτλοδότησης. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται συχνά σε τιτλοποιήσεις που περιλαμβάνουν βιοχημικές αντιδράσεις, όπως σύνδεση ενζύμου.
Φασματοσκοπία - Η φασματοσκοπία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να βρεθεί το σημείο ισοδυναμίας εάν το φάσμα του αντιδραστηρίου, του προϊόντος ή του τίτλου είναι γνωστό. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται για την ανίχνευση της χάραξης των ημιαγωγών.
Θερμομετρική τιτλοδότηση - Στο θερμομετρικό τιτλομετρία, το σημείο ισοδυναμίας προσδιορίζεται μετρώντας τον ρυθμό μεταβολής της θερμοκρασίας που παράγεται από χημική αντίδραση. Στην περίπτωση αυτή, το σημείο καμπής υποδεικνύει το σημείο ισοδυναμίας μιας εξώθερμης ή ενδοθερμικής αντίδρασης.
Αμπερομετρία - Σε μια αμφομετρική τιτλοδότηση, το σημείο ισοδυναμίας θεωρείται ως μεταβολή στο μετρούμενο ρεύμα. Η αμπερομετρία χρησιμοποιείται όταν μπορεί να μειωθεί ο υπερβολικός τίτλος. Η μέθοδος είναι χρήσιμη, για παράδειγμα, όταν τιτλοδοτείται ένα αλογονίδιο με Ag+ επειδή δεν επηρεάζεται από το σχηματισμό ιζήματος.
Πηγές
- Khopkar, S.M. (1998). Βασικές έννοιες της αναλυτικής χημείας (2η έκδ.). Νέα Εποχή Διεθνούς. σ. 63–76. ISBN 81-224-1159-2.
- Patnaik, Ρ. (2004). Dean's Analytical Chemistry Handbook (2η έκδ.). McGraw-Hill Prof Med / Tech. σ. 2.11–2.16. ISBN 0-07-141060-0.
- Skoog, ϋ.Α.; West, D.M.; Holler, F.J. (2000). Αναλυτική Χημεία: Εισαγωγή, 7η έκδ. Emily Barrosse. σ. 265–305. ISBN 0-03-020293-0.
- Spellman, F.R. (2009). Εγχειρίδιο λειτουργίας των εγκαταστάσεων επεξεργασίας νερού και λυμάτων (2 ed.). CRC Press. Π. 545. ISBN 1-4200-7530-6.
- Vogel, Α.Ι.; J. Mendham (2000). Το Εγχειρίδιο Ποσοτικής Χημικής Ανάλυσης του Vogel (6η έκδ.). Prentice Hall. Π. 423. ISBN 0-582-22628-7.