Bod ekvivalence

Bodem ekvivalence při titrační analýze je okamžik titrace , kdy počet ekvivalentů přidaného titračního činidla je ekvivalentní nebo roven počtu ekvivalentů analytu ve vzorku. V některých případech je pozorováno několik bodů ekvivalence, které následují za sebou, například při titraci vícesytných kyselin nebo při titraci roztoku, ve kterém je určeno několik iontů .

Graf titrační křivky má jeden nebo více inflexních bodů odpovídajících bodům ekvivalence. Koncový bod titrace (podobný bodu ekvivalence, ale ne stejný) je bod, ve kterém indikátor změní barvu při kolorimetrické titraci.

Metody pro stanovení bodu ekvivalence

Použití indikátorů

Jde o látky, které vlivem chemických procesů mění svou barvu. Acidobazické indikátory , jako je fenolftalein , mění barvu v závislosti na pH roztoku, ve kterém se nacházejí. Redoxní indikátory mění svou barvu po změně potenciálu systému , a proto se používají při redoxních titracích . Před zahájením titrace se do testovacího roztoku přidá několik kapek indikátoru a po kapkách se přidá titrační činidlo . Jakmile roztok po změně barvy indikátoru, titrace se zastaví, tento okamžik je přibližně bodem ekvivalence.

Pravidlo výběru indikátoru - při titraci se používá indikátor, který mění svou barvu v blízkosti bodu ekvivalence, to znamená, že interval přechodu barvy indikátoru by se měl pokud možno shodovat se skokem titrace.

Potenciometrie

V tomto případě se používá zařízení pro měření elektrodového potenciálu roztoku. Když je dosaženo bodu ekvivalence, potenciál pracovní elektrody se dramaticky změní.

Použití pH metrů

pH metr je v podstatě také potenciometr , který využívá elektrodu , jejíž potenciál závisí na obsahu H + iontů v roztoku , jedná se o příklad použití iontově selektivní elektrody . Tímto způsobem lze sledovat změnu pH během celého procesu titrace. Po dosažení bodu ekvivalence se pH dramaticky změní. Tato metoda je přesnější než titrace pomocí acidobazických indikátorů a lze ji snadno automatizovat.

Elektrická vodivost

Vodivost roztoků elektrolytů závisí na koncentraci a pohyblivosti iontů v nich . Během titrace se vodivost často výrazně mění (například při acidobazické titraci interagují ionty a tvoří neutrální molekulu , což způsobí změnu vodivosti roztoku v důsledku poklesu koncentrace iontů) . ${\ce {H^+))$ ${\ce {OH^-}}$ ${\ce {H2O))$

Celková vodivost roztoku také závisí na ostatních přítomných iontech (například protiionty), které se na vodivosti podílejí rozdílně. Tento příspěvek zase závisí na pohyblivosti každého druhu iontů a na celkové koncentraci iontů ( iontová síla ). Proto je mnohem obtížnější předpovědět změnu vodivosti, než ji měřit.

Změna barvy

Při některých reakcích dochází ke změně barvy i bez přidání indikátoru. Nejčastěji je to vidět u redoxních titrací, kde výchozí materiály a reakční produkty mají různé barvy v různých oxidačních stavech .

Depozice

Pokud se při reakci vytvoří pevná nerozpustná látka, pak na konci titrace vzniká sraženina (sraženina). Klasickým příkladem takové reakce je tvorba extrémně málo rozpustného chloridu stříbrného z iontů a . V mnoha případech to neumožňuje přesně určit konec titrace, proto se srážecí titrace nejčastěji používá jako zpětná titrace . ${\ce {AgCl))$ ${\ce {Ag^+))$ ${\ce {Cl^-}}$

Izotermická kalorimetrická titrace

Používá se izotermický titrační kalorimetr , který určuje bod ekvivalence množstvím tepla uvolněného nebo absorbovaného reakčním systémem. Tato metoda je důležitá při biochemických titracích, například k určení, jak se enzymový substrát váže na enzym .

Termometrická titrimetrie

Termometrická titrimetrie je extrémně flexibilní technika. Od kalorimetrické titrimetrie se liší tím, že reakční teplo , které je indikováno poklesem nebo zvýšením teploty, se nepoužívá ke stanovení množství látky obsažené ve zkušebním vzorku. Naproti tomu bod ekvivalence je určen na základě oblasti, ve které ke změně teploty dochází . V závislosti na tom, zda je reakce mezi titračním činidlem a analytem exotermická nebo endotermická, se teplota během titračního procesu odpovídajícím způsobem zvýší nebo sníží. Když veškerá zkoušená látka reagovala s titračním činidlem, změna oblasti, ve které teplota stoupá nebo klesá, umožňuje určit bod ekvivalence a ohyb teplotní křivky. Přesný bod ekvivalence lze určit pomocí druhé derivace teplotní křivky: jasný pík bude indikovat bod ekvivalence, jak je znázorněno na obrázku.

Spektroskopie

Bod ekvivalence lze určit měřením absorpce světla roztoku během titrace, je-li známo absorpční spektrum titračního produktu, titračního činidla nebo zkoušené látky. Relativní obsah reakčního produktu a zkoušené látky umožňuje určit bod ekvivalence. Přítomnost volného titračního činidla (indikujícího dokončení reakce) lze však detekovat při velmi nízkých hodnotách.

Amperometrie

Tato metoda umožňuje určit bod ekvivalence podle velikosti proudu protékajícího roztokem při daném napětí na elektrodách. Velikost proudu pracovní elektrody při oxidačně/redukční reakci zkoušené látky nebo produktu závisí na jejich koncentraci v roztoku. Bod ekvivalence odpovídá změně velikosti proudu. Tato metoda je nejužitečnější, když je nutné snížit spotřebu titračního činidla, například při titraci halogenidů ionty stříbra . ${\ce {Ag^+))$

Literatura

Bolotov V. V., Gaidukevich A. N., Svechnikova E. N. a kol., Analytická chemie. - Charkov: Nakladatelství NFAU, 2001. - 455 s. - 2500 výtisků. — ISBN 966-615-079-4 .
Chemická encyklopedie / Redakční rada: Knunyants I. L. et al. - M . : Sovětská encyklopedie, 1992. - T. 3 (Med-Pol). — 639 s. - ISBN 5-82270-039-8 .