Ìṣirò Ìtítọ́rétì: Láti Ìwọ̀n Ààyè Bùrẹ́ẹ̀tì Dé Iye Ohun Ìtúpalẹ̀

Àwọn nọ́ńbà mẹ́ta tí gbogbo ìṣirò ìtítọ́rétì nílò

Nínú ìtítọ́rétì, a ń fi ojútùú tí ìpọ̀ rẹ̀ jẹ́ mímọ̀ (ohun ìtítọ́rétì) kún nǹkan tí a ń wọ̀n (ohun ìtúpalẹ̀) láti inú bùrẹ́ẹ̀tì títí ìhùwàpọ̀ láàrin wọn yóò fi parí. Gbogbo ìṣirò ń lo ìsọfúnni mẹ́ta: ìpọ̀ ohun ìtítọ́rétì, ìwọ̀n ààyè ohun ìtítọ́rétì tí a tú jáde, àti ìbátan mọ́ọ̀lù láti ìdọ́gba tí a ṣe ìdọ́gba rẹ̀.

Ọ̀nà náà jẹ́ kan náà nígbà gbogbo. Yí ìwọ̀n ààyè ohun ìtítọ́rétì padà sí lítà, kí o sì sọ ọ́ di púpọ̀ pẹ̀lú ìpọ̀ rẹ̀ láti rí mọ́ọ̀lù ohun ìtítọ́rétì, n = c × V. Lo ìbátan mọ́ọ̀lù láti yí i padà sí mọ́ọ̀lù ohun ìtúpalẹ̀. Lẹ́yìn náà yí i padà sí ohunkóhun tí ìbéèrè béèrè fún: ìpọ̀, ìwúwo, tàbí ìdá-ọgọ́rùn-ún àpẹẹrẹ kan.

Ibi ìdọ́gba ni ibi tí ohun ìtítọ́rétì tí a fi kún bá ohun ìtúpalẹ̀ mu gan-an ní ìbátan sítọ́ikíọ́mẹ́tírì. Ibi ìparí ni ohun tí o ṣàkíyèsí ní tòótọ́, bíi afihàn tó ń yí àwọ̀ padà. Ọ̀nà tó dára ń mú kí méjèèjì fẹ́rẹ̀ẹ́ bára mu, ìyàtọ̀ kékeré láàrin wọn ni a sì ń pè ní àṣìṣe ìtítọ́rétì.

Fífi ìdí ìpọ̀ sódíọ́mù háídíróksídì múlẹ̀ pẹ̀lú pọ́tásíọ́mù hídírójìn fátálétì

O kò lè ṣe ojútùú sódíọ́mù háídíróksídì tó péye nípa wíwọn ohun líle náà. Àwọn èso NaOH ń fa omi àti kábọ́nù díọ́ksáìdì mu láti inú afẹ́fẹ́, nítorí náà gbogbo ìwúwo wọn kì í ṣe NaOH. Dípò bẹ́ẹ̀, a ń fi ìdí ìpọ̀ ojútùú tí a ṣe ní àròpọ̀ múlẹ̀: a ń títọ́rétì rẹ̀ lòdì sí ìwọ̀n àkọ́kọ́, nǹkan tó mọ́ tó sì dúró ṣinṣin tó láti wọ̀n tààrà.

Pọ́tásíọ́mù hídírójìn fátálétì, KHC₈H₄O₄ (tí a sábà ń pè ní KHP), jẹ́ àṣàyàn tó wọ́pọ̀. Ó jẹ́ ohun líle tó dúró ṣinṣin, tí kì í fa omi mu, pẹ̀lú hídírójìn ásídì kan, NIST sì fọwọ́ sí ìpele kan rẹ̀ bí ìwọ̀n àkọ́kọ́ fún wíwọn ásídì (SRM 84L). Ìwúwo mọ́ọ̀lù ńlá rẹ̀ tún túmọ̀ sí pé àpẹẹrẹ tó wọ́pọ̀ wúwo tó nǹkan bí ààbọ̀ gíráàmù, nítorí náà àṣìṣe wíwọn ìbátan kéré.

Àpẹẹrẹ ìṣiṣẹ́ 1. Àpẹẹrẹ KHP 0.5106 g nílò 24.68 mL ojútùú NaOH láti dé ibi ìparí fẹ́nọ́fítálíìnì. Ìhùwàpọ̀ náà jẹ́ 1:1: KHC₈H₄O₄(aq) + NaOH(aq) → KNaC₈H₄O₄(aq) + H₂O(l). Nípa lílo àwọn ìwúwo átọ̀mù ìwọ̀n IUPAC (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, èyí tó dọ́gba pẹ̀lú n(NaOH). c(NaOH) = 2.500 × 10⁻³ mol ÷ 0.02468 L = 0.1013 mol/L, tí a ròyìn sí díjítì pàtàkì mẹ́rin nítorí ìwúwo àti ìwọ̀n ààyè kọ̀ọ̀kan ní mẹ́rin.

Àwọn ásídì oní-prótónì-méjì ń yí ìbátan mọ́ọ̀lù padà

Ásídì sọ́lfúríìkì ń fi prótónì méjì fún háídíróksídì fún mọ́lẹ́kùùlù kọ̀ọ̀kan: H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) → Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l). Mọ́ọ̀lù ásídì kọ̀ọ̀kan nítorí náà ń lo mọ́ọ̀lù bésì méjì, ìbátan mọ́ọ̀lù sì gbọ́dọ̀ wá láti ìdọ́gba yìí, kì í ṣe láti àṣà kíka àwọn ìtítọ́rétì sí 1:1.

Àpẹẹrẹ ìṣiṣẹ́ 2. A ń títọ́rétì àpẹẹrẹ ásídì sọ́lfúríìkì 25.00 mL pẹ̀lú NaOH 0.1013 mol/L láti àpẹẹrẹ 1, ibi ìparí sì dé ní 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. Lílo ìbátan 1:1 ní àṣìṣe yóò fún ni 0.07476 mol/L, ìlọ́po méjì iye tòótọ́ gan-an.

Àwọn ásídì oní-prótónì-púpọ̀ tí kò lágbára tó nílò àfiyèsí sí i. Pẹ̀lú ásídì fọ́sfọ́ríìkì, àwọn prótónì ń jáde ní àwọn ìgbésẹ̀ tó yàtọ̀ ní kedere, nítorí náà ìbátan náà sinmi lórí ibi ìdọ́gba tí afihàn rẹ ń rí. Sọ ibi ìparí yẹn kí o tó yan ìbátan mọ́ọ̀lù.

Àwọn ìtítọ́rétì rẹ́dọ́ksì: pẹ̀mangánétì àti irin(II)

Àwọn ìtítọ́rétì kò mọ sí àwọn ásídì àti bésì nìkan. Nínú ojútùú ásídì, pẹ̀mangánétì ń mú irin(II) di ọ́ksìdéṣọ̀n: MnO₄⁻(aq) + 5 Fe²⁺(aq) + 8 H⁺(aq) → Mn²⁺(aq) + 5 Fe³⁺(aq) + 4 H₂O(l). Mangánísì ń lọ láti +7 sí +2, ó ń jèrè ẹlẹ́ktrọ́ọ̀nù márùn-ún, nígbà tí irin kọ̀ọ̀kan ń pàdánù ọ̀kan, nítorí náà íọ̀nù pẹ̀mangánétì kan ń hùwàpọ̀ pẹ̀lú íọ̀nù irin(II) márùn-ún.

Pẹ̀mangánétì ń ṣiṣẹ́ bí afihàn ara rẹ̀. Íọ̀nù MnO₄⁻ ní àwọ̀ àlùkò tó jinlẹ̀, Mn²⁺ sì fẹ́rẹ̀ẹ́ má ní àwọ̀, nítorí náà ìkán àkọ́kọ́ tó pọ̀ jù ń sọ ìgò náà di àwọ̀ pínkì rírẹ̀dọ̀ tó ń wà pẹ́. Pọ́tásíọ́mù pẹ̀mangánétì kì í ṣe ìwọ̀n àkọ́kọ́, àwọn ojútùú rẹ̀ sì ń bàjẹ́ díẹ̀díẹ̀, nítorí náà a ń fi ìdí ìpọ̀ wọn múlẹ̀ kí a tó lò wọ́n, nígbà púpọ̀ lòdì sí sódíọ́mù ọ́sáléètì.

Àpẹẹrẹ ìṣiṣẹ́ 3. A tú àpẹẹrẹ òkúta irin 1.2084 g, a sì dín gbogbo irin rẹ̀ kù sí Fe²⁺. Ìtítọ́rétì nílò 26.34 mL KMnO₄ 0.02150 mol/L. 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. Nípa lílo Fe 55.845 g/mol, ìwúwo irin jẹ́ 0.1581 g, òkúta náà sì jẹ́ 0.1581 g ÷ 1.2084 g × 100 = 13.09 ìdá-ọgọ́rùn-ún irin nípa ìwúwo.

Àwọn ìtítọ́rétì padàsẹ́yìn fún àwọn ohun líle tí ń hùwàpọ̀ lọ́ra

Àwọn àpẹẹrẹ kan kì í tú tàbí hùwàpọ̀ kíákíá tó fún ìtítọ́rétì tààrà. Kálísíọ́mù kábọ́nétì nínú oògùn ìdènà ásídì jẹ́ àpẹẹrẹ: ó ń hùwàpọ̀ pẹ̀lú ásídì, ṣùgbọ́n ó jẹ́ ohun líle, ìhùwàpọ̀ náà sì ń tú kábọ́nù díọ́ksáìdì jáde, èyí tó ń mú kí ibi ìparí mímú ṣòro láti rí. Nínú ìtítọ́rétì padàsẹ́yìn, o ń fi ohun èlò ìhùwàpọ̀ kan tí a wọ̀n tó pọ̀ jù kún un, o ń jẹ́ kí ìhùwàpọ̀ náà parí, lẹ́yìn náà o ń títọ́rétì ohunkóhun tó kù.

Àpẹẹrẹ ìṣiṣẹ́ 4. A tọ́jú ìpín 0.5000 g ti oògùn ìdènà ásídì tí a lọ̀ pẹ̀lú 50.00 mL HCl 0.2000 mol/L, tó pọ̀ ju èyí tó tó láti hùwàpọ̀ pẹ̀lú gbogbo CaCO₃ rẹ̀: CaCO₃(s) + 2 HCl(aq) → CaCl₂(aq) + H₂O(l) + CO₂(g). Lẹ́yìn tí a se ojútùú náà láti lé CO₂ jáde, ásídì tó kù nílò 21.38 mL NaOH 0.1000 mol/L. HCl tí a fi kún un: 0.2000 × 0.05000 = 1.000 × 10⁻² mol. HCl tó kù, tó dọ́gba pẹ̀lú NaOH tí a lò: 0.1000 × 0.02138 = 2.138 × 10⁻³ mol. HCl tí oògùn náà lò: 1.000 × 10⁻² − 2.138 × 10⁻³ = 7.862 × 10⁻³ mol.

Kábọ́nétì ń hùwàpọ̀ ní 1:2 pẹ̀lú ásídì, nítorí náà n(CaCO₃) = 7.862 × 10⁻³ ÷ 2 = 3.931 × 10⁻³ mol. Pẹ̀lú M(CaCO₃) = 100.09 g/mol, ìwúwo náà jẹ́ 0.3935 g (0.39345 g kí a tó yí i), èyí tó jẹ́ 78.69 ìdá-ọgọ́rùn-ún ìpín 0.5000 g náà. Ìyọkúrò ni ìgbésẹ̀ tí a sábà máa ń fò jù. Láìsí rẹ̀, ìwọ yóò máa ṣírò ásídì tó kù nínú ìgò, kì í ṣe ásídì tí oògùn náà lò.

Yíyan afihàn àti ọgbọ́n lílo bùrẹ́ẹ̀tì

Afihàn ń yí àwọ̀ padà lórí ààlà tó jẹ́ nǹkan bí pKa ± 1 rẹ̀, nítorí náà yan èyí tí ààlà rẹ̀ bọ́ sí apá gíga àwòrán ìtítọ́rétì. Fún ásídì líle pẹ̀lú bésì líle ní nǹkan bí 0.1 mol/L, ibi ìdọ́gba wà ní pH 7.00, pH sì ń fò kọjá ọ̀pọ̀ ẹ̀ka láàrin ìkán kan tàbí méjì, nítorí náà ọ̀pọ̀ afihàn tó wọ́pọ̀ ń fún ni ibi ìparí mímú, fẹ́nọ́fítálíìnì wà lára wọn. Fún ásídì aláìlágbára pẹ̀lú bésì líle, ibi ìdọ́gba jẹ́ bésì: OpenStax ṣírò pH 8.72 fún ásídì asítíìkì 0.100 mol/L tí a títọ́rétì pẹ̀lú NaOH 0.100 mol/L. Fẹ́nọ́fítálíìnì, tó ń di pínkì lókè nǹkan bí pH 8.3, bá ọ̀ràn yẹn mu. Mẹ́tílì ọ́réǹjì (Ka = 4.0 × 10⁻⁴ nínú OpenStax, nítorí náà pKa ≈ 3.4) yóò yí àwọ̀ padà ní kùtùkùtù jù.

A ń ka bùrẹ́ẹ̀tì 50 mL sí 0.01 mL, ìwọ̀n ààyè kọ̀ọ̀kan tí a tú jáde sì jẹ́ ìyàtọ̀ kíkà méjì. Àìdánilójú nǹkan bí ±0.02 mL jẹ́ 0.08 ìdá-ọgọ́rùn-ún ìtújáde 25 mL ṣùgbọ́n 0.4 ìdá-ọgọ́rùn-ún ti 5 mL. Ìdí nìyí tí a fi ń ṣe àwọn ọ̀nà kí ìwọ̀n ààyè ohun ìtítọ́rétì lè bọ́ sí àárín ààlà bùrẹ́ẹ̀tì.

• Fi mílílítà díẹ̀ ohun ìtítọ́rétì fọ bùrẹ́ẹ̀tì kí o tó kún un, kí omi tó kù má baà mú un rọ̀.
• Mú àfọ́fọ́ afẹ́fẹ́ kúrò ní ẹnu rẹ̀ kí o tó ṣe kíkà àkọ́kọ́.
• Ka ìsàlẹ̀ mẹ́nísíkọ́sì ní ìpele ojú, kí o sì kọ kíkà méjèèjì sílẹ̀, kì í ṣe ìyàtọ̀ nìkan.
• Ṣe ìtítọ́rétì àròpọ̀ ní àkọ́kọ́, lẹ́yìn náà tún un ṣe títí ìtítọ́rétì méjì tí a ṣe dáadáa yóò fi fẹ́rẹ̀ẹ́ bára mu.

Àwọn àṣìṣe ìṣirò ìtítọ́rétì àti àwọn àyẹ̀wò wọn

Ọ̀pọ̀ ìdáhùn tí kò tọ́ wá láti ìbátan mọ́ọ̀lù tàbí àwọn ẹ̀ka ìwọ̀n, kì í ṣe kẹ́místrì. Kí o tó ṣírò, kọ ìdọ́gba tí a ṣe ìdọ́gba rẹ̀, kí o sì yíká àwọn alábàádọ́gba ohun ìtítọ́rétì àti ohun ìtúpalẹ̀.

• Lílo C₁V₁ = C₂V₂ fún ìtítọ́rétì. Ọ̀nà àbùjá yẹn wà fún ìmú rọ̀, ó sì gbà pé ìbátan jẹ́ 1:1, èyí tó kùnà fún H₂SO₄, Ba(OH)₂ àti MnO₄⁻/Fe²⁺.
• Fífi àwọn ìwọ̀n ààyè sílẹ̀ ní mílílítà nígbà tí àwọn ìpọ̀ wà ní mol/L. Yí wọn padà sí lítà, tàbí lo mílímọ́ọ̀lù láìyẹsẹ̀.
• Gbígbàgbé ìyọkúrò nínú ìtítọ́rétì padàsẹ́yìn.
• Lílo ìwúwo fọ́múlà irú tí kò tọ́, bíi NaOH dípò KHP nínú fífi ìdí ìpọ̀ múlẹ̀.
• Ríròyìn díjítì pàtàkì tó pọ̀ ju èyí tí bùrẹ́ẹ̀tì àti òṣùwọ̀n ìwúwo lè tì lẹ́yìn. Mẹ́rin ló wọ́pọ̀ fún iṣẹ́ ìwọ̀n ààyè tí a ṣe dáadáa.
• Gbígbà pé ojútùú jẹ́ aláìdá ní gbogbo ibi ìdọ́gba. Ìyẹn wúlò fún ásídì líle pẹ̀lú bésì líle nìkan.