Happo-emästitraus

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Happo-emästitrausta. Liuoksen punainen väri johtuu todennäköisesti fenoliftaleiini-indikaattorista

Happo-emästitraus eli neutralointititraus on eräs useista titrausmenetelmistä. Happo-emästitraus on kvantitatiivinen analyysimenetelmä, jonka avulla voidaan määrittää tuntemattoman happo- tai emäsliuoksen konsentraatio. Titraus perustuu hapon ja emäksen väliseen neutraloitumisreaktioon. [1]

Välineet ja menettelytapa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Happo-emästitrauslaitteisto: byretti ja erlenmeyerpullo

Happo-emästitrauksessa konsentraatioltaan tuntematon happo- tai emäsnäyte analysoidaan titrantin avulla lisäämällä sitä näyteliuokseen vähitellen ja tarkkailemalla liuoksen pH-muutosta [2]. Titranttina käytetään tunnetun väkevyistä happo- tai emäsliuosta, jota kutsutaan standardiliuokseksi [2].

Titrauksessa tutkittava näyte mitataan pipetin avulla erlenmeyerpulloon tai keitinlasiin. Standardiliuos lisätään useimmiten byrettiin, jonka mitta-asteikolta luetaan titrausliuoksen kulutus. [3] Byretin sijaan voidaan käyttää myös standardiliuoksen kulutuksen automaattisesti mittaavaa titraattoria. Näytettä sekoitetaan magneettisekoittimen avulla. Titarauksen ekvivalentti kohta määritetään pH-indikaattorin tai pH-mittarin avulla. [1] Standardiliuoksina käytetään happoja titrattaessa yleensä natriumhydroksidiliuosta, jonka konsentraatio on 0,1 mol/l ja emäksiä titrattaessa 0,1-molaarista suolahappo- tai rikkihappoliuosta. [4]

Ennen titrauksen alkua on valittava pH-indikaattori, jonka värinmuutosalue osuu ekvivalenttikohdan pH:n läheisyyteen. Ekvivalenttikohta on kohta, jossa kaikki happo tai emäs on neutraloitu. Titrattaessa vahva happoa vahvalla emäksellä ekvivalenttikohdan happamuus on 7. Kun heikkoa happoa titrataan vahvalla emäksellä ekvivalenttikohdan pH on yli 7. Vastaavasti heikon emäksen titrauksessa ekvivalenttikohta on happaman puolella. Useimmin käytettyjä indikaattoreita ovat fenoliftaleiini ja bromitymolisininen.[1] Byretistä tai titraattorista päästetään näytteen joukkoon standardiliuosta tipoittain. Ekvivalentti kohta huomataan, kun indikaattorin väri on muuttunut. Värinmuutoskohdassa standardliuosta on lisätty näytteeseen yhtäsuuri ainemäärä kuin näytteessä on tutkittavaa happoa tai emästä. [5]. Jos pH:n mittaukseen on käytetty pH-mittaria, voidaan piirtää myös titrauskäyrä.[1]

Titrauskäyrä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Hiilihapon titrauskäyrä on tyypillinen polyproottiselle heikolle hapolle. Kummatkin ekvivalenttikohdat ovat näkyvissä

Titrauskäyrässä vaaka-akselina on titrausliuoksen titraukseen käytetty tilavuus ja pystyakselina on liuoksen happamuus. Titrattaessa happoja käyrä lähtee matalammasta pH:sta päättyen korkeaan pH:hon ja emästä tirattaessa käyrän alkupisteen pH on korkea ja loppupisteen matalampi. Ekvivalenttikohta näkyy käyrässä happamuuden voimakkaana nousuna tai laskuna. [1]

Heikon hapon tirauskäyrä. Titrauksen puolivälissä muodostuva puskuriliuosalue on merkitty sinisellä

Titrattaessa heikkoa happoa tai emästä muodostuu titrauksen puolivälissä puskuriliuosalue. Tällöin heikon hapon tai emäksen ja niitä vastaavien suolojen konsentraatiot ovat samat. Kun pH puskurialueella tiedetään, voidaan määrittää tutkittavan aineen happo- tai emäsvakio. [1]

Jos happo kykenee luovuttamaan useamman kuin yhden protonin, on se moniarvoinen eli polyproottinen. Titrauskäyrällä voidaan silloin erottaa useampi ekvivalenttikohtaa mikäli protonit eivät irtoa yhtä helposti. [3]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. a b c d e f Irma Aroluoma, Kaarina Kanerva, Lea Karkela, Jarkko Lampinselkä, Reijo Mäkelä, Tuula Sorjonen, Kirsi-Maria Vakkilainen: Kemisti 5: Reaktiot ja tasapaino. WSOY, 2007. ISBN 978-951-0-28758-3.
  2. a b Steven S. Zumdahl: ”4 Types of Chemical Reactions and Solution Stoichiometry”, Chemical Principles International Student Edition, s. 114. Brooks/Cole, 2009. ISBN 978-0-538-73456-1. (englanniksi)
  3. a b Vahvan hapon titraus vahvalla emäksellä Opetushallitus. Viitattu 20.3.2009.
  4. Mary Eagleson: Concise encyclopedia chemistry, s. 683. Walter de Gruyter, 1994. ISBN 978-3110114515. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 20.3.2009). (englanniksi)
  5. Gershon J. Shugar, Jack T. Ballinger, Linda M. Dawkins: Chemical technicians' ready reference handbook, s. 647. McGraw-Hill Professional, 196. ISBN 978-0070571860. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 20.3.2009). (englanniksi)