سنجش حجمی اسید و باز

هنگامي که يک محلول آبي اسيد با محلول آبي باز مخلوط شود، اسيد و باز يکديگر را خنثي مي‌کنند.

سنجش حجمي اسيد - باز روشي براي اندازه گيري حجم اسيد و باز لازم براي خنثي شدن است.

اگر غلظت يکي از محلول‌ها معلوم باشد، غلظت محلول ديگر قابل اندازه گيري است.

به همين منظور محلول استاندارد يا محلولي که غلظت آن معلوم است در يک بورت ريخته مي‌شود. حجم معيني از محلول مجهول در يک ارلن يا بشر ريخته مي‌شود و چند قطره شناساگر براي تشخيص نقطه پاياني به آن محلول اضافه مي‌شود.

نقطه پاياني يک سنجش حجمي، حجمي از محلول استاندارد است که براي خنثي شدن کامل محلول مجهول مصرف مي‌شود. اين حجم به طور تجربي در آزمايشگاه از روي تغيير رنگ شناساگر اندازه گرفته مي‌شود.

اگر بخواهيم محلول يک اسيد مجهول را با باز خنثي کنيم نمودار آن صعودي خواهد بود. چون اين نمودارها PH برحسب حجم مصرفي از بورت هستند. هنگامي که محلول اسيدي است PH کمتري دارد.

در نقطه هم ارزي، نقطه‌اي که اسيد و باز کاملاً يکديگر را خنثي مي‌کنند، 7=PH مي‌شود.

در نقطه هم ارزي مواد شرکت کننده واکنش دقيقاً بر اساس نسبت‌هاي استوکيومتري يکديگر واکنش مي‌دهند.

براي دو محلول غير هم جنس که کاملاً يکديگر را خنثي مي‌کنند اين رابطه برقرار است.

M غلظت مولي محلول

n ظرفيت و V حجم محلول.

تغييرات PH اطراف نقطه هم ارزي بسيار شديد است به همين دليل نمودار در پيرامون نقطه هم ارزي به صورت عمودي در مي‌آيد چون افزودن مقدار کمي اسيد يا باز PH منطقه خنثي را به شدت تغيير مي‌دهد.

تعيين نقطه هم ارزي در نمودار:

حالت اول : اسيد قوي در ارلن ريخته شده باشد و با يک باز قوي خنثي شود.

PH نقطه هم ارزي در نقطه 7 است. چون وقتي اسيد قوي و باز قوي دقيقاً بر اساس نسبت‌هاي استوکيومتري خود با هم واکنش دهند محيط کاملاً خنثي مي‌شود.

حالت دوم : باز قوي با يک اسيد قوي خنثي شود.

PH نقطه هم ارزي دقيقاً در نقطه 7 است . نمودار نزولي بوده است و در نقطه هم ارزي باز قوي و اسيد قوي دقيقاً بر اساس نسبت‌هاي استوکيومتري خود با هم واکنش مي‌دهند و يکديگر را کاملاً خنثي مي‌کنند.

حالت سوم: اسيد ضعيف در داخل ارلن ريخته شده و باشد و با باز قوي خنثي شود.

نمودار صعودي بوده و نقطه هم ارزي در PH>7 واقع مي‌شود. در واقع اسيد ضعيف و باز قوي حتي اگر بر اساس نسبت‌هاي استوکيومتري خود با هم واکنش دهند، محيط کاملاً خنثي نمي‌شود. چون نمک حاصل از اسيد ضعيف و باز قوي يک نمک بازي است. [در آب هيدروليز مي‌شود و با جذب يون‌هاي آب غلظت را افزايش مي‌دهد] بر اثر آبکافت، ‌مجدداً محيط را تا حدي بازي کرده و PH>7 مي‌شود.

حالت چهارم: در ارلن يک باز ضعيف است که با يک اسيد قوي خنثي مي‌شود.

اين نمودار نزولي بوده و نقطه هم ارزي در PH<7 واقع مي‌شود. در واقع باز ضعيف و اسيد قوي حتي اگر به نسبت‌هاي استوکيومتري با هم واکنش دهند، محيط کاملاً خنثي نمي‌شود.

‌چون نمک حاصل از باز ضعيف و اسيد قوي يک نمک اسيدي است و بر اثر آبکافت، ‌مجدداً محيط را تا حدي اسيدي کرده وPH<7 مي‌شود.

دقت کنيد که نقطه هم ارزي دقيقاً با نقطه‌ي پاياني يکسان نيست.

نقطه پاياني نقطه‌اي است که شناساگر در آن تغيير رنگ مي‌دهد. نقطه هم ارزي نقطه‌اي است که در آن اسيد و باز يکديگر را کاملاً خنثي مي‌کنند.

به همين دليل تلاش مي‌شود تا از شناساگري استفاده شود تا اين دو نقطه تا حد ممکن به هم نزديک شوند.

شناساگرهاي مناسب براي انواع سنجش‌ها حجمي اسيد - باز

براي بدست آوردن حجم نقطه پاياني و غلظت محلول مجهول از دو روش مي‌توان استفاده کرد.

1)

روش دوم استفاده از روابط استوکيومتري است.

به عنوان مثال محلولي از اسيد قوي با سديم هيدروکسيد 1 مولار خنثي مي‌شود. حجم مصرفي از سود 20mL است. مولاريته اسيد را مي‌توان اينگونه محاسبه کرد.

استفاده از روابط استوکيومتري