If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание
Текущ час:0:00Обща продължителност:11:02

Титруване

Видео транскрипция

Тук имам няколко титрувални криви. Нека да преговорим всичко научено досега, за да имаме по-цялостен поглед за тази материя. Първото нещо, което трябва да търсим, е дали титруваме киселини, или основи. Аз съм представил тук вдясно само киселини, но логиката за титруване на основи е съвсем същата като за киселините. Това тук вдясно са титрувания на киселини. Започваме с ниско рН. За тези графики рН е изобразено на тази ос. Трябваше да го направя предварително, но мисля, че ти вече го знаеш. Преди да добавим реагент в реакцията, ние имаме ниско рН. Това е нещо като начална точка. Тук имаме ниско рН. И тук имаме ниско рН. Очевидно е, че тези двете са киселини. Но тук вляво в началната точка преди титруването имаме високо рН. Затова тези двете са основи. Нека да го запиша. Това съвсем очевидно са основи. Това е титруване на основи, а това на киселини. Ние не сме се занимавали с основи досега. Но принципът е съвсем същият. При титруване на киселини започваме с киселина и добавяме силна основа, за да неутрализираме цялото количество киселина и тогава достигаме точка на равновесие. Стигаме до тази точка, в която киселината е напълно неутрализирана. И продължаваме да добавяме още силна основа, което прави сместа супер алкална. За тази киселина точката на равновесие е тук. А за тази киселина точката на равновесие е тук. Това е какво количество трябва да добавим, за да неутрализираме напълно киселината. Точно ето тук. И от всичко, което знаем, коя е силната киселина и коя е слабата киселина? При тази, когато е неутрализирана киселината напълно, получаваме неутрален разтвор. Това трябва да е силна киселина. Нищо не е останало. Всичко се е превърнало във вода. рН е 7. И трябва да имаме остатък от конюгирани основи. Но тъй като това е силна киселина, тези конюгирани основи не правят нищо. Те не променят рН. Те не са с наистина основен характер. Хлорът в хидрохлорида, хлорният йон не променя стойността на рН. Ето защо това е силна киселина. А тук, когато достигнем състояние на равновесие, когато е неутрализирано цялото количество киселина в разтвора, достигаме тази инфлексна точка, след която добавените OH значително повишават рН, тъй като в равновесната точка рН вече беше основно. И това се дължи на конюгираните основи на слабата киселина, които правят разтвора по-основен. Така че това е слаба киселина. И в двата случая ние повишаваме концентрацията на ОН–. Например като добавяме натриев хидроксид в разтвора, който е силна основа. Тук в тези случаи започваме с основа и добавяме силна киселина. Някаква произволна основа. Добавяме солна киселина, която ще неутрализира ОН. Искаме да свържем ОН и да снижим концентрацията им, докато в някакъв момент се изчерпят напълно. Цялата основа е изконсумирана. Цялото или по-голямото количество го няма. В тази ситуация имаме напълно неутрален разтвор. Когато неутрализираме цялото количество основа, разтворът е напълно неутрален. Но остават конюгираните основи. Така че това е силна основа. Ето тук при титрирането увеличаваме водорода, концентрацията на водород, така че той да неутрализира цялото количество основа. Същото нещо. Неутрализираме напълно основата. Започваме ето тук. И точно тук е нашата инфлексна точка. Нeутрализирали сме напълно основата, но някои от конюгираните киселини остават, дори след пълната неутрализация на основата. Затова имаме леко отрицателна стойност на рН в равновесната точка. Следователно това е слаба основа. Всъщност ще направя графика на реакцията. Запомни, слабата основа е е нещо подобно. Това е А–, може би е в равновесие... тази стрелка е доста зле за мен... е в равновесие с АН. То привлича водородни йони от водата наоколо. Процесът е във воден разтвор. И като добавим солна киселина към това... запомни, че НСl се дисоциира напълно до водородни йони и хлорни аниони. Ако добавим солна киселина, тези неща ще се свържат напълно с тези неща. Продължаваме да ги консумираме. Концентрацията на ОН става по-ниска и по-ниска. И докато консумираме тези, реакцията върви в тази посока съгласно принципа на Льо Шателие. Повече и повече от тези се превръщат в това и това. До някаква точка, в която тези свършват, а ни остават много от тези. Равновесната точка е когато свършат тези неща. И като добавяме още водороди, получаваме много бързо киселинен разтвор. Имаме много конюгирана киселина, натрупана в разтвора. Тук ще имаме равновесна точка при киселинни условия. И сега ще ти дам една практическа задача, просто за да покрием всичко. Понеже всичко дотук беше много теоретично и нямаше никакви числа. Сега ще направя една графика. Това ще бъде крива за слаба киселина. Веднага ще я познаеш, защото вече това ти е лесно. Но тук ще поставя някои истински числа. Нета това е рН = 7. Ще титруваме. Започваме от ниско рН, защото това е слаба киселина. И докато титруваме, рН се покачва. След което достигаме равновесната точка. Нещо такова. Точката на равновесие е точно тук. Нека реагентът, който добавяме, да бъде натриев хидроксид. Нека да бъде 0,2 моларен разтвор. Използвам много кръгли числа. Ще използвам 700 мл натриев хидроксид в нашата равновесна точка. Точно тук. Първият въпрос е: какво количество слаба киселина имаме? Каква е първоначалната концентрация на слабата киселина? Това е общо означение за киселината. Търсим началната концентрация на слабата киселина. Трябва да сме добавили достатъчно молове ОН в равновесната точка, за да неутрализираме моловете слаба киселина с какъвто водород има тук. Основното му количество идва от слабата киселина. Тези 700 мл от нашия реагент трябва да имат същия брой молове като моловете на слабата киселина, които сме имали в началото. Нека началният разтвор да е 3 литра. Имаме 3 литра преди да започнем да титруваме. Докато титруваме, ние очевидно прибавяме обем към разтвора. Но нека просто кажем, че в началото сме имали 3 литра. Колко мола са реагирали? Колко мола ОН има в 700 мл от нашия разтвор? Знаем, че имаме 0,2 мола ОН на литър. Но ние нямаме цял литър, имаме 0,7 литра, нали? 700 мл са 0,7 литра. Колко мола сме добавили? Да видим. 2 по 7 е 14. И имаме два знака след десетичната запетая. Така че това е 0,14. 700 мл от 0,2 моларен разтвор на натриев хидроксид, като 700 милилитра са 0,7 литра. Това означава 0,14 мола от ОН, които внасяме в разтвора, които ще се свържат напълно същото количество от първоначалната киселина. Следователно първоначалната концентрация на киселината е еквивалентна на 0,14 мола. Това е колко мола сме имали. Знаем също, че обемът на първоначалния разтвор преди титруването е 3 литра. Запомни, че атомите и молекулите се свързват директно едни с други. Затова исках да намеря колко молекули от ОН съм добавил. Те ще се свържат с точно същия брой атоми от слабата киселина. Това е броят на атомите или молекулите от слабата киселина, които сме имали в началото. Делим ги на броя на литрите и получаваме първоначалната моларност. Имаме 0,14 делено на 3. 0,046. Така че първоначалната концентрация на нашата киселина е била 0,46 мола. Много добре. Следващият въпрос е какво е рКа на нашата тайнствена киселина? Просто намираме половината на равновесната точка. Казахме, че... ОК Какво беше рН-то на нашата титрувална крива за разтвора? Бяхме в средната точка по пътя към равновесното състояние. Когато бяхме добавили само 350 мл от реагента, от силната основа към разтвора. Отиваме в тази точка и виждаме, че рН е 5. рН е равно на 5. И от предишното видео знаем, че ако вземем тази точка, рН в нея е равно на рКа, отрицателния логаритъм на нашата равновесна константа. Това е. Намерихме и равновесната константа. Тя е равна на 5. С тази титрувална крива и всички тези изчисления ти показвам как може експериментално да вземеш някаква неизвестна киселина или основа, добавяш силна киселина или основа и чертаеш тази крива. След това можеш да намериш някои от свойствата и концентрацията на първоначалната киселина или основа. И само ако имаш слаба киселина или основа, можеш да намериш равновесната константа. Ако имаш силна киселина обаче, можеш да си кажеш: "Това е равновесна точка тук. Следователно това е равновесното състояние или рКа." – Не. Няма равновесна константа за силна киселина. Няма също и равновесна константа за силна основа, защото те не са в равновесие. Те се дисоциират напълно. Надявам се, че вече титруването ти е съвсем ясно.