Mga Kuwenta han Titration: Tikang ha Volume ha Buret Paingod ha Kadamo han Analyte

An tulo nga numero nga kinahanglan han kada kuwenta han titration

Ha titration, an solusyon nga hibaro an konsentrasyon (an titrant) gindudugang tikang ha buret ngadto ha substansya nga ginsusukod (an analyte) tubtob nga kompleto an reaksyon tali hira. An kada kuwenta naggagamit hin tulo nga impormasyon: an konsentrasyon han titrant, an volume han titrant nga naihatag, ngan an mole ratio tikang ha balanse nga ekwasyon.

Kanunay pariho an ruta. I-convert an volume han titrant ngadto ha litro ngan imultiplikar ha konsentrasyon hini basi makuha an mga mole han titrant, n = c × V. Gamita an mole ratio basi i-convert ngadto ha mga mole han analyte. Unya i-convert ngadto ha bisan ano nga ginpapakiana: konsentrasyon, masa, o porsyento han sample.

An equivalence point amo an punto kun diin an titrant nga gindugang eksakto nga nauyon ha analyte ha stoichiometric nga ratio. An endpoint amo an imo ha tinuod naoobserbahan, sugad han indicator nga nagbabag-o an kolor. An maupay nga pamaagi naghihimo nga hapit magdungan an duha, ngan an gutiay nga kalainan tali hira gintatawag nga titration error.

Pag-standardize han sodium hydroxide gamit an potassium hydrogen phthalate

Diri ka makakahimo hin tukma nga solusyon han sodium hydroxide pinaagi ha pagtimbang han solido. An mga pellet han NaOH nagsusuyop hin tubig ngan carbon dioxide tikang ha hangin, salit an masa hini diri ngatanan NaOH. Imbes, an solusyon nga tinatayang an pagkaandam gin-i-standardize: gin-ti-titrate batok ha primary standard, usa nga substansya nga igo nga putli ngan matibay basi direkta nga timbangon.

An potassium hydrogen phthalate, KHC₈H₄O₄ (kasagaran gintatawag nga KHP), usa nga kasagaran nga pilian. Usa ini nga matibay, diri hygroscopic nga solido nga may usa nga acidic nga hydrogen, ngan ginsesertipika han NIST an usa nga grado hini sugad nga acidimetric nga primary standard (SRM 84L). An dako nga molar nga masa hini nagkahulogan liwat nga an kasagaran nga sample natimbang hin mga katunga han gramo, salit gutiay an relatibo nga sayop ha pagtimbang.

Halimbawa nga gin-solbar 1. An 0.5106 g nga sample han KHP nagkikinahanglan hin 24.68 mL han solusyon han NaOH basi makaabot ha phenolphthalein nga endpoint. An reaksyon 1:1: KHC₈H₄O₄(aq) + NaOH(aq) → KNaC₈H₄O₄(aq) + H₂O(l). Gamit an IUPAC nga standard nga mga atomic weight (K 39.098, C 12.011, H 1.008, O 15.999), M(KHP) = 204.22 g/mol. n(KHP) = 0.5106 g ÷ 204.22 g/mol = 2.500 × 10⁻³ mol, nga katumbas han n(NaOH). c(NaOH) = 2.500 × 10⁻³ mol ÷ 0.02468 L = 0.1013 mol/L, gin-report ha upat nga mahinungdanon nga mga digit tungod kay an masa ngan an volume tagsa may upat.

An diprotic nga mga asido nagbabag-o han mole ratio

An sulfuric acid nagtutugyan hin duha nga proton kada molekula ngadto ha hydroxide: H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) → Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l). Salit an kada mole han asido nag-uusik hin duha nga mole han base, ngan an mole ratio kinahanglan tikang hini nga ekwasyon, diri tikang ha batasan nga pagtrato han mga titration sugad nga 1:1.

Halimbawa nga gin-solbar 2. An 25.00 mL nga sample han sulfuric acid gin-titrate gamit an 0.1013 mol/L nga NaOH tikang ha halimbawa 1, ngan an endpoint naabot ha 18.45 mL. n(NaOH) = 0.1013 mol/L × 0.01845 L = 1.869 × 10⁻³ mol. n(H₂SO₄) = 1.869 × 10⁻³ mol ÷ 2 = 9.345 × 10⁻⁴ mol. c(H₂SO₄) = 9.345 × 10⁻⁴ mol ÷ 0.02500 L = 0.03738 mol/L. An sayop nga paggamit hin 1:1 nga ratio maghahatag hin 0.07476 mol/L, eksakto nga doble han tinuod nga bili.

An mas huyang nga polyprotic nga mga asido nagkikinahanglan hin dugang nga pag-amping. Ha phosphoric acid, an mga proton nawawara ha tataw nga bulag nga mga lakang, salit an ratio nagdepende kun hain nga equivalence point an nakikita han imo indicator. Isiring an ito nga endpoint antes ka mamili han mole ratio.

Redox nga mga titration: permanganate ngan iron(II)

An mga titration diri limitado ha mga asido ngan base. Ha acidic nga solusyon, an permanganate nag-o-oxidize han iron(II): MnO₄⁻(aq) + 5 Fe²⁺(aq) + 8 H⁺(aq) → Mn²⁺(aq) + 5 Fe³⁺(aq) + 4 H₂O(l). An manganese nabalhin tikang +7 ngadto ha +2, nakakakuha hin lima nga electron, samtang an kada iron nawawarad-an hin usa, salit an usa nga permanganate ion nagrereaksyon ha lima nga iron(II) ion.

An permanganate nagsisilbi nga kalugaringon nga indicator. An MnO₄⁻ nga ion makusog nga ube ngan an Mn²⁺ hapit waray kolor, salit an syahan nga sobra nga tulo naghihimo ha flask nga padayon nga luspad nga rosas. An potassium permanganate diri primary standard, ngan an mga solusyon hini hinay-hinay nga nadudunot, salit gin-i-standardize ini antes gamiton, kasagaran batok ha sodium oxalate.

Halimbawa nga gin-solbar 3. An 1.2084 g nga sample han iron ore gintunaw ngan an ngatanan nga iron hini gin-reduce ngadto ha Fe²⁺. An titration nagkikinahanglan hin 26.34 mL han 0.02150 mol/L nga KMnO₄. n(MnO₄⁻) = 0.02150 mol/L × 0.02634 L = 5.663 × 10⁻⁴ mol. n(Fe²⁺) = 5 × 5.663 × 10⁻⁴ mol = 2.832 × 10⁻³ mol. Gamit an Fe 55.845 g/mol, an masa han iron 0.1581 g, ngan an ore 0.1581 g ÷ 1.2084 g × 100 = 13.09 porsyento nga iron sumala ha masa.

Mga back titration para ha mga solido nga hinay magreaksyon

An pira nga sample diri natutunaw o nagrereaksyon hin igo nga kadali para ha direkta nga titration. An calcium carbonate ha antacid nga tableta usa nga halimbawa: nagrereaksyon ito ha asido, kundi solido ito ngan an reaksyon nagpapagawas hin carbon dioxide, nga naghihimo nga makuri makita an matarom nga endpoint. Ha back titration nagdudugang ka hin ginsukod nga sobra han usa nga reagent, pabay-i nga matapos an reaksyon, ngan unya i-titrate an bisan ano nga nabilin.

Halimbawa nga gin-solbar 4. An 0.5000 g nga bahin han gin-pulbos nga antacid nga tableta gintratar gamit an 50.00 mL han 0.2000 mol/L nga HCl, labaw pa ha igo basi magreaksyon ha ngatanan nga CaCO₃ hini: CaCO₃(s) + 2 HCl(aq) → CaCl₂(aq) + H₂O(l) + CO₂(g). Kahuman ginpabukal an solusyon basi pagawason an CO₂, an nabilin nga asido nagkikinahanglan hin 21.38 mL han 0.1000 mol/L nga NaOH. HCl nga gindugang: 0.2000 × 0.05000 = 1.000 × 10⁻² mol. HCl nga nabilin, katumbas han NaOH nga gingamit: 0.1000 × 0.02138 = 2.138 × 10⁻³ mol. HCl nga gin-usik han tableta: 1.000 × 10⁻² − 2.138 × 10⁻³ = 7.862 × 10⁻³ mol.

An carbonate nagrereaksyon 1:2 ha asido, salit n(CaCO₃) = 7.862 × 10⁻³ ÷ 2 = 3.931 × 10⁻³ mol. Kun M(CaCO₃) = 100.09 g/mol, an masa 0.3935 g (0.39345 g antes i-round), nga 78.69 porsyento han 0.5000 g nga bahin. An pagkuha amo an lakang nga pinakakasagaran ginlalaktawan. Kun waray hini, an imo kinukuwenta amo an asido nga nabilin ha flask, diri an asido nga gingamit han tableta.

Pagpili han indicator ngan teknik ha buret

An indicator nagbabag-o an kolor ha range nga mga pKa ± 1 hini, salit pili hin usa nga an range nahulog ha matarik nga bahin han titration curve. Para ha makusog nga asido upod an makusog nga base ha mga 0.1 mol/L, an equivalence point aada ha pH 7.00 ngan an pH nalukso hin pira nga yunit ha sulod hin usa o duha nga tulo, salit pira nga kasagaran nga indicator an naghahatag hin matarom nga endpoint, upod an phenolphthalein. Para ha huyang nga asido upod an makusog nga base, base an equivalence point: an OpenStax nagkuwenta hin pH 8.72 para ha 0.100 mol/L nga acetic acid nga gin-titrate gamit an 0.100 mol/L nga NaOH. An phenolphthalein, nga nagigin rosas labaw han mga pH 8.3, angay hito nga kaso. An methyl orange (Ka = 4.0 × 10⁻⁴ ha OpenStax, salit pKa ≈ 3.4) magbabag-o an kolor hin sobra nga sayo.

An 50 mL nga buret ginbabasa tubtob 0.01 mL, ngan an kada volume nga naihatag amo an kalainan han duha nga basa. An pagkadire-sigurado nga mga ±0.02 mL 0.08 porsyento han 25 mL nga paghatag kundi 0.4 porsyento han 5 mL. Amo nga an mga pamaagi gindidisenyo basi an volume han titrant mahulog ha butnga han range han buret.

• Banlawi an buret hin pira nga milliliter han titrant antes pun-on, basi an nabilin nga tubig diri makapalabnaw hini.
• Tangtanga an bula han hangin ha tumoy antes han syahan nga basa.
• Basaha an ubos han meniscus ha lebel han mata, ngan irekord an duha nga basa, diri la an kalainan.
• Padagana anay an pinasahi nga titration, unya ulita tubtob nga an duha nga maampingon nga titration hirani nga nag-uuyon.

Mga sayop ha aritmetika han titration ngan an ira mga pagsusi

Kadam-an han sayop nga sagot tikang ha mole ratio o ha mga yunit, diri ha kimika. Antes magkuwenta, isulat an balanse nga ekwasyon ngan lingini an mga koepisyente han titrant ngan han analyte.

• Paggamit han C₁V₁ = C₂V₂ para ha titration. Ito nga shortcut para ha pagpalabnaw ngan nagdadahom hin 1:1 nga ratio, nga napakyas para ha H₂SO₄, Ba(OH)₂ ngan MnO₄⁻/Fe²⁺.
• Pagbilin han mga volume ha milliliter samtang an mga konsentrasyon ha mol/L. I-convert ngadto ha litro, o gamita an millimole nga makanunayon.
• Pagkalimot han pagkuha ha back titration.
• Paggamit han formula mass han sayop nga species, sugad han NaOH imbes nga KHP ha standardization.
• Pag-report hin mas damo nga mahinungdanon nga mga digit kay ha ginsusuportahan han buret ngan timbangan. Upat an kasagaran para ha maampingon nga volumetric nga buhat.
• Pagdahom nga neutral an solusyon ha kada equivalence point. Tinuod la ini para ha makusog nga asido upod an makusog nga base.