Punkt końcowy i punkt równoważności

Punkt końcowy i punkt równoważności to dwa najważniejsze pojęcia w miareczkowaniach chemicznych. Technika miareczkowania może wystąpić w reakcjach redoks, reakcjach kwasowo-zasadowych i wielu innych reakcjach. Stosuje się go głównie w reakcjach kwasowo-zasadowych, gdzie polega na neutralizacji innego roztworu z innymi w celu określenia nieznanego stężenia. Zasadniczo roztwór wzorcowy o znanym stężeniu ostrożnie wlewa się do innego roztworu zwanego analitem o nieznanym stężeniu w celu obliczenia jego stężenia.

Podczas procesu miareczkowania są dwa etapy, które są osiągane, a mianowicie. punkt końcowy i punkt równoważności. Punktem równoważności, zwanym również punktem stechiometrycznym, w skrócie, jest punkt, w którym mole dwóch roztworów, kwasu i zasady, są równoważne lub równe. Etap występuje przed punktem końcowym, co sygnalizuje zakończenie reakcji. W niektórych reakcjach może występować wiele punktów równoważności, szczególnie w kwasach poliprotycznych i zasadach, w których występuje wiele jonów wodorotlenowych.

W tym artykule odkryto kluczową różnicę między punktem końcowym a punktem równoważności w miareczkowaniach chemicznych.

Definicja punktu równoważności

Punkt równoważności w miareczkowaniu kwasowo-zasadowym sygnalizuje zakończenie reakcji, w której liczba moli titranta i analitu jest taka sama jak w równaniu chemicznym. Na przykład, w miareczkowaniu NaOH i HCl, 1 mol HC1 będzie równy dokładnie 1 molowi NaOH w punkcie równoważnikowym. Punkt ten musi zostać osiągnięty dokładnie przez podanie kilku kropli roztworu wzorcowego do nieznanego stężenia. Zazwyczaj stosuje się pipetę w celu wylania kropli titranta do kolby pomiarowej, w której analit został wylany z określonym wskaźnikiem. Wskaźniki są ważne w miareczkowaniach kwasowo-zasadowych, aby wyraźnie zobaczyć równoważność i punkty końcowe.

Miareczkowanie kwasu i zasady może występować pomiędzy silną zasadą a słabą zasadą; mocna zasada i słaby kwas; mocna baza i silna baza; lub słabe kwasy poliprotyczne. Można zastosować inny wskaźnik w zależności od typowego rozwiązania stosowanego do miareczkowania. Na przykład w miareczkowaniach NaOH i HCl stosuje się fenoloftaleinę, natomiast w NH₃ i HCl wskaźnik metylowo-pomarańczowy jest bardziej odpowiedni do wywoływania zmian. Jeżeli pH titranta odpowiada wartości pH w punkcie równoważności, punkt końcowy i punkt równoważności mogą występować jednocześnie.

Poniższy rysunek daje jasne zrozumienie ustawienia miareczkowania, aby osiągnąć punkt równoważności, a następnie osiągnąć punkt końcowy, gdy zmienia się kolor. Najpierw roztwór o nieznanym stężeniu wlewa się ze wskaźnikiem. Następnie titrant dodaje się za pomocą biurety kontrolując krople za pomocą zaworu. Równanie M_kwasV_kwas = M_bazaV_baza jest używany do obliczenia nieznanego stężenia poprzez manipulacje algebraiczne, zauważając, że Molarity to liczba moli na litr.

Definicja punktu końcowego

Punkt końcowy pochodzi po punkcie równoważności miareczkowania. Wskazuje, że osiągnięto punkt równoważności. Ten punkt końcowy jest wskazany przez zmianę koloru roztworu. Zobacz zdjęcie poniżej:

Zdjęcie dzięki uprzejmości: Chemistry LibreTexts

Aby osiągnąć punkt końcowy, ilość kropli należy podawać ostrożnie, ponieważ jedna kropla może zmienić pH roztworu. W sytuacji, gdy punkt końcowy został przyjęty, można wykonać miareczkowanie wsteczne lub odwrotne miareczkowanie w zależności od natury rozwiązania. Jeśli zostanie wylany zbyt dużo titranta, punkt końcowy może zostać przekroczony. Rozwiązaniem będzie dodanie innego roztworu innego reagenta w nadmiarze.

Wskaźniki nie zawsze są stosowane w miareczkowaniach. Za pomocą pH-metru można odczytać pH jako wskazówkę, że reakcja jest zakończona. W silnej zasadzie i kwasie, pH 7 wskazuje, że reakcja jest zakończona. Zmiana koloru jest jednak wygodnym sposobem monitorowania punktu końcowego, ponieważ często używane są wskaźniki. Roztwór chlorku sodu i kwasu chlorowodorowego osiąga punkt końcowy wskazany przez fenoloftaleinę, gdy roztwór staje się różowy. Punkt końcowy niekoniecznie wskazuje na koniec reakcji, ale zakończenie miareczkowania.

Różnica między punktem końcowym a równoważnością

Definicja punktu końcowego i równoważności

Punkt końcowy to etap miareczkowania, który jest wskazywany przez zmianę koloru jako znak, że miareczkowanie zostało zakończone i osiągnięto punkt równoważności. Punktem równoważności jest natomiast etap tuż przed punktem końcowym, który sygnalizuje punkt stechiometryczny taką samą liczbą moli między analitem a titrantem zgodnie z równaniem chemicznym. Aby osiągnąć punkt równoważności, titrant należy wylewać dokładnie i precyzyjnie kropla po kropli za pomocą biurety.

Występowanie punktu końcowego i równoważności

Punkt równoważności występuje wtedy, gdy liczba moli titranta, roztworu wzorcowego, jest równa liczbie moli analitu, roztworu o nieznanym stężeniu. Punkt końcowy pojawia się, gdy zmiana koloru.

Znaczenie punktu końcowego i równoważności

Punkt równoważności oznacza, że ​​titrant przereagował całkowicie z analitem, podczas gdy punkt końcowy sygnalizuje zakończenie miareczkowania. Punkt końcowy i równoważność mogą wystąpić w tym samym czasie, jeśli pH titranta odpowiada wartości pH w punkcie równoważności.

Etapy punktu końcowego Równoważność: Tabela porównawcza

Podsumowanie punktu końcowego Równoważność wersetu

• Punkt końcowy i punkt równoważności są najważniejszymi etapami miareczkowania chemicznego
• Punkt końcowy następuje po punkcie równoważności i wskazuje zakończenie miareczkowania, ale nie zawsze koniec reakcji.
• Punkt równoważności występuje przed punktem końcowym i wskazuje całkowitą reakcję titranta i analitu, gdy liczba moli titranta jest równa liczbie moli nieznanego stężenia
• Punkt końcowy zostaje osiągnięty, gdy zmienia się kolor, jeśli wskaźnik został użyty
• Inne słabe kwasy mogą mieć wiele punktów równoważności, ale tylko jeden punkt końcowy
• Punkt równoważności nazywany jest również punktem stechiometrycznym