Точка еквівалентності

Точка еквівалентностітітріметріческіе аналізі) - момент титрування, коли число еквівалентів додається титранту еквівалентно або дорівнює числу еквівалентів визначається речовини у зразку. У деяких випадках спостерігають кілька точок еквівалентності, наступних одна за одною, наприклад, при титруванні багатоосновних кислот або ж при титруванні розчину, в якому присутні кілька визначуваних іонів.

На графіку кривої титрування присутня одна або кілька точок перегину, відповідних точкам еквівалентності.
Точкою закінчення титрування (подібна точці еквівалентності, але не те ж саме) вважають момент, при якому індикатор змінює свій колір при колориметричному титруванні.



1. Методи визначення точки еквівалентності

1.1. За допомогою індикаторів

Це речовини, що змінюють свій колір внаслідок протікання хімічних процесів. Кислотно-основні індикатори, наприклад фенолфталеїн, змінюють свій колір залежно від pH розчину, в якому вони знаходяться. Редокс-індикатори змінюють свій колір слідом за зміною потенціалу системи, використовуються таким чином при окислювально-відновному титруванні. Перед початком титрування в досліджуваний розчин додають декілька крапель індикатора і починають по краплях додавати титрант. Як тільки розчин слідом за індикатором змінює свій колір, титрування припиняють, цей момент приблизно і є точка еквівалентності.

Правило вибору індикатора - при титруванні використовується такий індикатор, який змінює своє забарвлення близько точки еквівалентності, тобто інтервал переходу забарвлення індикатора повинен по можливості збігатися зі стрибком титрування.


1.2. Потенціометрія

В даному випадку використовують прилад для вимірювання електродного потенціалу розчину. При досягненні точки еквівалентності потенціал робочого електрода різко змінюється.

1.3. За допомогою pH-метрів

pH-метр по суті своїй також є потенціметром, в якому використовується електрод, потенціал якого залежить від вмісту в розчині іонів H +, це приклад використання іоноселектівного електрода. Таким чином можна стежити за зміною pH протягом всього процесу титрування. При досягненні точки еквівалентності pH різко змінюється. Цей спосіб більш точний в порівнянні з титруванням з використанням кислотно-основних індикаторів, і може бути легко автоматизований.


1.4. Провідність

Провідність розчину електролітів залежить від знаходяться в ньому іонів. Під час титрування провідність часто значно змінюється (Наприклад, при кислотно-основному титруванні, іони H + і OH - взаємодіють, утворюючи нейтральну молекулу H 2 O, що викликає зміну провідності розчину). Загальна провідність розчину залежить і від інших присутніх іонів (наприклад, протівоінов), які вносять в неї різний внесок. Він, у свою чергу, залежить від рухливості кожного іона і від загальної концентрації іонів ( іонної сили). У зв'язку з цим передбачити зміна провідності набагато складніше, ніж виміряти її.


1.5. Зміна кольору

При протіканні деяких реакцій відбувається зміна кольору і без додавання індикатора. Найчастіше це спостерігається при окислювально-відновному титруванні, коли вихідні речовини і продукти реакції мають різні кольори в різних ступенях окислення.

1.6. Осадження

Якщо під час реакції утворюється тверде нерозчинне речовина, то по закінченні титрування утворюється преципітат. Класичним прикладом такої реакції є утворення вкрай нерозчинного хлористого срібла AgCl з іонів Ag + і Cl -. Дивно, але це не дозволяє точно визначити момент закінчення титрування, тому осаджувальної титрування найчастіше використовують в якості зворотного титрування.


1.7. Ізотермічне калориметричних титрування

Використовується ізотермічний тітровальную калориметр, який за величиною тепла, яке виділила або поглинула реагуюча система, визначає точку еквівалентності. Даний спосіб важливий у біохімічному титруванні, наприклад, для визначення того, як ферментний субстрат зв'язується з ферментом.

1.8. Термометричних тітріметрія

Термометричних тітріметрія - надзвичайно гнучка техніка. Вона відрізняється від калориметричної тітріметріі тим, що теплота реакції, про яку свідчить падіння або зростання температури, не використовується для визначення кількості міститься в досліджуваному зразку розчину речовини. Навпаки, точка еквівалентності визначається на основі області, в якій відбувається зміна температури. В залежності від того, є реакція між титранту і досліджуваним речовиною екзотермічної або ендотермічної, температура протягом процесу титрування буде, відповідно, зростати або падати. Коли всі досліджувана речовина прореагував з титранту, зміна області, в якій відбувається зростання або падіння температури, дозволяє визначити точку еквівалентності і вигин на кривій температури. Точно точку еквівалентності можна визначити, взявши другу похідну кривої температури: чіткий пік буде вказувати на точку еквівалентності.


1.9. Спектроскопія

Точку еквівалентності можна визначити, вимірюючи абсорбцію світла розчином під час титруванні, якщо відомий спектр продукту, титранту або досліджуваної речовини. Відносний вміст продукту реакції і досліджуваної речовини дозволяють визначити точку еквівалентності. При цьому присутність вільного титранту (вказує на завершення реакції) можна виявити при дуже малих величинах.

1.10. Амперометрія

Метод, що дозволяє визначити точку еквівалентності за величиною струму при заданому потенціалі. Величина струму внаслідок реакції окислення / відновлення досліджуваної речовини або продукту у робочого електрода залежить від їх концентрації в розчині. Точці еквівалентності відповідає зміна величини струму. Даний метод найбільш корисний, коли необхідно зменшити витрату титранту, наприклад, при титруванні галідов іоном Ag +.

2. Вид кривої титрування

Типовий вигляд кривої титрування двухосновной щавлевої кислоти сильною основою ( гідроксидом натрію). Видно обидві точки еквівалентності