Miareczkowanie kwas-zasada część 1

1. Miareczkowanie

Miareczkowanie − to część tak zwanej analizy ilościowej. Będzie nas zatem interesować ile jest jakiegoś związku, który analizujemy (dlatego nazywa się go analitem). Do takiego analitu (którego stężenia nie znamy) dodajemy titranta (czyli takiego związku, o którym z kolei wiemy wszystko i którego dodatek powoduje zajście jakiejś charakterystycznej reakcji zachodzącej stechiometrycznie). Miareczkowanie możemy przedstawić schematycznie jako reakcję : 

analit + titrant  ⟶  produkt  +  charakterystyczna obserwacja*

*Tą charakterystyczną obserwacją (o którą oczywiście zawsze pojawi się pytanie na maturze) jest zmiana barwy (reakcje często prowadzi się z dodatkiem specjalnych wskaźników, które zmieniają swój kolor) czy strącenie osadu lub zmiana pH.

Bardzo ważne jest to, że te reakcje są stechiometryczne. Wszystko opiera się na założeniu, że skoro wiemy ile dodaliśmy titranta, to dzięki stechiometrii reakcji możemy obliczyć ile użyliśmy analitu.

Weźmy zwykłą reakcję kwas – zasada pomiędzy HCl oraz wodorotlenkiem sodu.

HCl + NaOH ⟶ NaCl + H2O

Potrafisz już zapisać taką reakcję w formie jonowej skróconej :

H+ + OH ⟶ H2O

Takie miareczkowanie zostało zaprezentowane na poniższym schemacie :

Ogólny schemat miareczkowania kwas-zasada

Rysunek przedstawia miareczkowanie roztworu kwasu, który jest tutaj analitem. Do miareczkowania używamy tutaj roztworu wodorotlenku, którego stężenie z kolei znamy. Sytuacja oczywiście może być odwrotna i można miareczkować zasadę roztworem kwasu.

A skąd mamy wiedzieć, że już dodaliśmy tyle zasady ile powinniśmy? Musimy dodać znane Ci już pewnie wskaźniki kwasowo-zasadowe, które mają specjalną barwę w różnym środowisku. Dla przypomnienia podsumujemy najważniejsze wskaźniki w tabeli :

WskaźnikKolor w środowisku
kwasowym
Kolor w środowisku
zasadowym
Fenoloftaleinabezbarwnymalinowy
Oranż metylowyczerwonyżółty
Papierek uniwersalny*czerwonyniebieski
Lakmusczerwonyniebieski
Barwy najważniejszych wskaźników kwasowo-zasadowych

Papierek uniwersalny w środowisku obojętnym przyjmuje barwę zieloną.

Koniec procesu miareczkowania jest na tyle ważny i charakterystyczny, że został nawet ochrzczony specjalną nazwą. Taki moment reakcji nazywamy punktem końcowym miareczkowania (inaczej : punkt równoważnikowy).

2. Rodzaje miareczkowania

W miareczkowaniu wyróżnia się kilka rodzajów, ale każdy z nich opiera się na dokładnie tej samej zasadzie. Przykładowo wśród miareczkowania kwas-zasada, które nazywa się także alkacymetrią można wyróżnić dwa rodzaje, zależnie od tego czy miareczkujemy kwas czy zasadę [1].

Jeśli miareczkowanie jest związane z reakcjami utlenienia i redukcji, to logicznie, że nazywa się to redoksymetrią. Jest ona zdominowana przez reakcje z chromem i manganem, ponieważ ich związki mają fajne kolorki, więc łatwo zauważyć koniec miareczkowania (w uproszczeniu).

Oczywiście są jeszcze inne rodzaje miareczkowania, jednak każde będzie tłumaczone w ukochanych przez Was informacjach do zadania na pół strony A4 [2].

Co jest jednak jeszcze bardzo istotne, to że mamy różne rodzaje miareczkowania jeśli chodzi o technikę.

miareczkowanie bezpośredniemiareczkowanie pośredniemiareczkowanie odwrotne
Najprzyjemniejszy rodzaj, gdzie kwas reaguje bezpośrednio
(bez żadnych komplikacji)
z zasadą.
Mamy problem – analit nie reaguje z titrantem, więc wprowadzamy dodatkową
reakcję.
Tutaj celowo dodajemy za dużo titranta! Następnie robi się
jeszcze jedno miareczkowanie,
aby ustalić o ile za dużo titranta dodaliśmy.
Podział miareczkowania ze względu na sposób wykonywania

Miareczkowanie pośrednie i odwrotne zapewne wciąż wydają się tajemnicze. Dlatego najlepiej wyjaśnić to za pomocą rysunku. Przedstawiam Wam miareczkowe wykresy :

Miareczkowanie kwasu roztworem zasady przedstawione na wykresie pH. Z wykresu odczytujemy m.in , że potrzeba 25 ml NaOH, aby zobojętnić roztwór badanego kwasu,

Miareczkowanie ,,w drugą stronę” jest zwyczajnie lustrzanym odbiciem. Bardzo łatwo rozpoznać co kiedy miareczkujemy, ponieważ wystarczy spojrzeć na początkowe pH (czyli moment, w którym ilość dodanego titranta wynosi po prostu zero). Jeśli początkowe pH jest kwasowe to miareczkujemy kwas, natomiast jeśli wyjściowe pH jest zasadowe, to naszym analitem jest zasada.

Miareczkowanie zasady roztworem kwasu przedstawione na wykresie pH. Z wykresu odczytujemy m.in , że potrzeba 25 ml HCl, aby zobojętnić roztwór badanej zasady,


[1] Jeśli miareczkujemy kwas (kwas jest analitem, którego stężenie chcemy wyznaczyć) to jest to alkalimetria. W drugą stronę (zasada jest analitem) to jest to acydymetria.

Natomiast alkacymetria = acydymetria + alkalimetria.

[2] Wyróżniamy jeszcze kompleksometrię, związaną z powstawaniem związków kompleksowych. Mamy także miareczkowanie związane ze strącaniem osadów.

Leave a Reply

%d bloggers like this: