Inhoud
In de chemie is titratie een proces waarbij een chemicus de concentratie van een oplossing met goede nauwkeurigheid kan vinden, als ze weet welke stof erin zit. Dit kan erg handig zijn voor het bepalen van de concentraties van zuren en basen, zoals zoutzuur en natriumhydroxide. Gewoonlijk voegt de chemicus een tweede oplossing toe, druppel voor druppel, totdat het mengsel plotseling van kleur verandert, wat het einde van de titratie aangeeft.
Basisproces
De oplossing met onbekende concentratie wordt de "titer" genoemd. De toegevoegde oplossing wordt de "titrant" genoemd. Bij titratie op zuurbasis wordt voldoende titrant aan de titer toegevoegd om deze te neutraliseren. Dus als de titer een base is, voegt een chemicus een zuur toe als de titer.
Een laborant voegt een kleurindicator toe aan de titer voordat deze het neutralisatiepunt aangeeft.Dit is belangrijk omdat als hij de titrant te snel toevoegt, de technicus bij het neutralisatiepunt kan gaan en niet precies weet hoeveel titrant nodig was om het te bereiken.
indicatoren
Bij titratie op zuurbasis treedt het neutralisatiepunt op bij een pH van 7,0. Lakmoes is een goede indicator voor een zuur-base titratie, omdat het van kleur verandert bij een pH van ongeveer 6,5 - dichtbij genoeg, zoals hieronder zal worden uitgelegd. Aangezien indicatoren reageren met de gemeten oplossing, moeten ze met mate worden gebruikt - indien mogelijk slechts een paar druppels.
Gelijkwaardigheidspunt
Het punt waarop de titrant alle titer volledig neutraliseert en neutraal water achterlaat, wordt het "equivalentiepunt" genoemd. Dit is wanneer de titrant de hele titer heeft "opgebruikt". Het zuur en de base hebben elkaar volledig opgeheven. Een voorbeeld van dit soort wederzijdse annulering wordt geïllustreerd in deze chemische formule:
HCl + NaOH -> NaCl + H2O
In evenwicht is de pH van de oplossing 7,0.
Titratiecurve
Als u een pH-meter gebruikt, kunt u de pH regelmatig registreren als titrant wordt toegevoegd. Een grafiek van de pH (als de verticale as) tegen het volume titrant zou een hellende curve produceren die bijzonder steil is rond het equivalentiepunt. PH is een maat voor de H3O + -concentratie in een oplossing. Het toevoegen van een of twee druppels aan een neutrale oplossing verandert de H3O + -concentratie aanzienlijk, met een factor 10 of meer. Verdubbeling van de toegevoegde hoeveelheid verandert de concentratie bijna niet zo veel. Dit maakt de titratiecurve zo steil in dat ene gebied, en maakt het equivalentiepunt zo gemakkelijk te identificeren in de grafiek. De hoeveelheid titrant die nodig is om de titer te neutraliseren, is daarom gemakkelijk nauwkeurig te kwantificeren.
Potentiometrische titratie
Een titratiecurve kan ook de geleidbaarheid (als de verticale as) in kaart brengen tegen de titrant. Zuren en basen geleiden elektriciteit. Daarom kunt u de geleidbaarheid meten door elektroden in de titer te plaatsen. De elektroden zouden worden bevestigd aan een batterij en ampèremeter (of voltmeter). De titratiecurve zal snel veranderen op het equivalentiepunt. In dit geval zal de geleidbaarheid een merkbaar minimum hebben op het equivalentiepunt. Deze methode heeft het voordeel dat er geen indicator nodig is die de neutralisatiereactie zou kunnen beïnvloeden of eraan zou kunnen deelnemen en de resultaten zou kunnen beïnvloeden.