Точка эквивалентности - Equivalence point

В Точка эквивалентности, или стехиометрический точка, из химическая реакция это точка, в которой были смешаны химически эквивалентные количества реагентов. Другими словами, моли кислоты эквивалентны молям основания согласно уравнению (это не обязательно означает молярное соотношение кислота: основание 1: 1, просто это соотношение такое же, как в уравнении). Его можно найти с помощью индикатора, например фенолфталеин или метиловый апельсин.

В конечная точка (относящийся к точке эквивалентности, но не то же самое) относится к точке, в которой индикатор меняет цвет в колориметрическом титрование.

Методы определения точки эквивалентности

К различным методам определения точки эквивалентности относятся:

индикатор pH
А индикатор pH это вещество, меняющее цвет в ответ на химическое изменение. Кислотно-щелочной индикатор (например, фенолфталеин ) меняет цвет в зависимости от pH. Индикаторы окислительно-восстановительного потенциала также часто используются. В начале титрования добавляется капля индикаторного раствора; когда цвет изменится, конечная точка будет достигнута, это приблизительное значение точки эквивалентности.
Проводимость
В проводимость раствора зависит от ионов, которые в нем присутствуют. Во время многих титрований проводимость существенно меняется. (Например, во время кислотно-основного титрования H3О+ и ОН− ионы реагируют с образованием нейтрального H2О. Это изменяет проводимость раствора.) Общая проводимость раствора зависит также от других ионов, присутствующих в растворе (например, противоионов). Не все ионы вносят одинаковый вклад в проводимость; это также зависит от мобильность каждого иона и от общей концентрации ионов (ионная сила ). Таким образом, предсказать изменение проводимости сложнее, чем измерить его.
Изменение цвета
В некоторых реакциях раствор меняет цвет без добавления индикатора. Это часто наблюдается при окислительно-восстановительном титровании, например, когда разные степени окисления продукта и реагента дают разные цвета.
Атмосферные осадки
Если реакция образует твердое вещество, то осадок образуется во время титрования. Классический пример - реакция между Ag+ и Cl− с образованием очень нерастворимой соли AgCl. Удивительно, но это обычно затрудняет точное определение конечной точки. Как результат, осадительное титрование часто приходится делать как обратное титрование.
Калориметр изотермического титрования
An калориметр для изотермического титрования использует тепло, выделяемое или потребляемое реакцией, для определения точки эквивалентности. Это важно в биохимический титрования, например, определение того, как субстраты связываются с ферменты.
Термометрическая титриметрия
Термометрическая титриметрия это необычайно универсальная техника. Это отличается от калориметрической титриметрии тем, что теплота реакции (на что указывает повышение или понижение температуры) не используется для определения количества аналита в растворе образца. Вместо этого точка эквивалентности определяется скорость изменения температуры. Поскольку термометрическая титриметрия является относительной техникой, нет необходимости проводить титрование в изотермических условиях, и титрование можно проводить в пластик или даже стекло сосуды, хотя эти сосуды обычно закрыты, чтобы случайные сквозняки не вызывали "шум" и не мешали конечной точке. Поскольку термометрическое титрование можно проводить в условиях окружающей среды, оно особенно хорошо подходит для рутинных процессов и контроля качества в промышленности. В зависимости от того, протекает ли реакция между титрантом и аналитом. экзотермический или эндотермический, температура будет повышаться или понижаться во время титрования. Когда весь аналит израсходован в результате реакции с титрантом, изменение скорости повышения или понижения температуры выявляет точку эквивалентности, и можно наблюдать перегиб температурной кривой. Точку эквивалентности можно найти с помощью второго производная температурной кривой. В программного обеспечения Используемые в современных автоматизированных системах термометрического титрования, используют сложные алгоритмы цифрового сглаживания, так что «шум», возникающий от высокочувствительных датчиков температуры, не мешает формированию гладкого, симметричного «пика» второй производной, который определяет конечную точку. Этот метод обладает очень высокой точностью, и обычно используются коэффициенты вариации (CV) менее 0,1. Современные датчики температуры для термометрического титрования состоят из термистор который образует одно плечо Мост Уитстона. В сочетании с электроникой высокого разрешения лучшие системы термометрического титрования могут разрешать температуры до 10−5K. Четкие точки эквивалентности были получены при титровании, когда изменение температуры во время титрования составляло всего 0,001 К. Этот метод можно применить практически к любой химической реакции в жидкости, где есть изменение энтальпии, хотя кинетика реакции может играть роль в определении резкости конечной точки. Термометрическая титриметрия успешно применяется для кислотно-основного, окислительно-восстановительного, EDTA и преципитационного титрования. Примерами успешного осаждения титрования являются сульфат титрованием ионами бария, фосфат титрованием магнием в аммиачном растворе, хлорид титрованием ионами бария. нитрат серебра, никель титрованием диметилглиоксимом и фторид титрованием алюминием (как K2NaAlF6) Поскольку температурный зонд не требует электрического подключения к раствору (как при потенциометрическом титровании), неводное титрование может выполняться так же легко, как и водное титрование. Сильно окрашенные или мутные растворы можно анализировать термометрическим методом без дополнительной обработки образцов. Зонд практически не требует обслуживания. При использовании современных высокоточных бюреток с шаговым двигателем автоматическое термометрическое титрование обычно выполняется за несколько минут, что делает метод идеальным выбором там, где требуется высокая производительность лаборатории.
Спектроскопия
Спектроскопия может использоваться для измерения поглощения света раствором во время титрования, если спектр реагента, титранта или продукта известны. Относительные количества продукта и реагента могут использоваться для определения точки эквивалентности. В качестве альтернативы, присутствие свободного титранта (указывающего на завершение реакции) может быть обнаружено при очень низких уровнях. Примером надежного детектора конечной точки для травления полупроводников является EPD-6, система зондирующей реакции на шести различных длинах волн.[1]
Амперометрия
Амперометрия может использоваться как метод обнаружения (амперометрическое титрование ). Ток из-за окисления или восстановления реагентов или продуктов на рабочем электроде будет зависеть от концентрации этих веществ в растворе. Затем точка эквивалентности может быть обнаружена как изменение тока. Этот метод наиболее полезен, когда можно уменьшить избыток титранта, например, при титровании галогенидов Ag+. (Это удобно еще и тем, что не учитываются осадки.)

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ "Заголовок страницы". www.zebraoptical.com.

внешние ссылки