Jaki jest punkt równoważności?
Punkt równoważności jest punktem miareczkowania chemicznego - co oznacza proces określania stężenia rozpuszczonej substancji poprzez indukowaną reakcję - w której ilość miareczkowanej substancji jest wystarczająco duża, aby w pełni zareagować z próbką. Czasami jest to również określane jako punkt stechiometryczny. Punkt równoważności można określić na wiele różnych sposobów przy użyciu takich znaków, jak wskaźniki pH, zmiana koloru, przewodność lub opady. Stężenie danego reagenta można wywnioskować przez miareczkowanie znanej substancji do próbki reagowania i znalezienie punktu równoważności reakcji.
W konfiguracji miareczkowania, długi, cylindryczny kawałek szkła znanego jako biuretka jest wypełniona z skalibrowanym znakiem z określoną objętością miareczkowania lub roztworu. Konkretna objętość analitu lub rozwiązanie, do którego kapie titrant, jest ustawiony poniżej. Stężenie titrant jest znane, a ConceNTration analitu jest nieznane. Stopniowo biuretka jest opróżniana do rozwiązania analitu, dopóki nie nastąpi oczekiwana zmiana analitu, sygnalizując punkt równoważności. W punkcie równoważności ilość dodanego titranta całkowicie reagowała z reagentem w analitu, a stężenie roztworu analitu można teraz określić.
W miareczkowaniach kwasowych, w których kwas jest miareczkowany w zasadzie lub odwrotnie, związek wskaźnika pH jest często dodawany do roztworu analitu, aby punkt równoważności można było określić wizualnie. Fenolftaleina jest powszechnie stosowanym wskaźnikiem pH, który jest bezbarwny przy niskim poziomie pH, ale zmienia jasny róż przy wysokim pH. Punkt równoważności w miareczkowaniu kwasowo-zasadowym z udziałem fenoloftaleiny byłby sygnalizowany przez szybką zmianę koloru na róż. W razie potrzeby używane są różne wskaźniki pH w zakresie zmian w różnych zakresach pH.
Czasami kolor analitu zmieni się podczas miareczkowania bez użycia wskaźnika. Punkty równoważności reakcji-redukcji utleniania (redoks) można określić w ten sposób, ponieważ stany utleniania produktu i reagenta wytwarzają różne kolory. Możliwe jest również, że reakcja miareczkowania spowoduje utworzenie osadu lub stałego. Dlatego opady można zastosować jako wskaźnik punktu równoważności, chociaż dokładny punkt opadów może być trudny do ustalenia.
Inne metody, które można zastosować do określenia punktu równoważności, obejmują pomiar przewodności roztworu, bezpośrednio pomiar pH przez miernik pH i szybkość pomiaru zmiany temperatury. Ten ostatni proces jest znany jako termometryczna miarek. Termometryczna miareczka wykorzystuje fakt, że reakcja chemiczna między titrantem a analitem będzie albo egzotermiczna - uwalniając ciepło - lub endotermiczne - pochłaniające ciepło. W zależności odCharakter reakcji, temperatura wzrośnie lub spadnie. Szczytowa szybkość zmiany temperatury w reakcji jest punktem równoważności.