등가점

화학에서 등가점은 적정을 수행하는 동안 사용되는 용어입니다. 기술적으로 산-염기 또는 중화 반응에 적용됩니다.

정의:

화학 반응의 등가점은 동등한 양의 반응물이 화학적으로 혼합되는 지점입니다.

즉,적정하는 동안 첨가된 적정제의 양이 분석물 용액을 완전히 중화시키기에 충분한 지점이다. 적정제의 몰 수 즉. 표준 용액은 알 수없는 농도를 갖는 용액의 몰과 동일하다. 산의 두더지가 해결책을 중화하기 위하여 필요한 기초의 두더지와 동등한 점이기 때문에 일컬어 화학량론 점이다. 산 대 염기 비율은 1:1 일 필요는 없습니다. 이 산-염기 비율은 균형 잡힌 산-염기 화학 방정식에 의해 설명됩니다. 지표는이 목적을 위해 사용될 수 있습니다(예:메틸 오렌지 또는 페놀프탈레인).

등가점을 적정의 끝점과 동일하게 사용할 수 없습니다. 끝점은 사용된 표시기가 색을 변경하는 지점으로 참조됩니다. 이러한 색상 변경은 등가 점에 도달 한 후에 나타납니다. 우리가 동등성을 결정하기 위해 엔드 포인트를 사용한다면,그것은 오류를 유발할 것입니다.

등가점을 결정하는 방법:

등가점을 결정하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 그들은 다음과 같이 논의됩니다:

1. 산도 표시기
2. 컨덕턴스
3. 색 변화
4. 침전
5. 등온 열량 측정
6. 온도 적정 측정
7. 분광학
8. 암페어 측정

산도 지시계:

산도 지시계는 화학적 변화에 반응하여 색을 변화시키는 화학 물질입니다. 산-염기 지표,예를 들어,페놀프탈레인 변경그것의 산도에 따라 색상. 처음에는 한 방울의 표시기 솔루션 만 추가됩니다정화. 색상의 변화는 끝점이 달성되었음을 보여줍니다.이것은 등가점을 추정하는 것입니다.

컨덕턴스:

용액의 전기 전도도는 이온의 영향을받습니다. 따라서 그들이 서로 반응 할 때 전도성이 바뀝니다. (예를 들어,산-염기 적정을 수행하는 동안,물+및 오-이온은 반응하여 중성수,물 20 용액을 형성한다). 컨덕턴스는 상대적으로 어려운 방법입니다.특히 용액에 존재하는 이온이 전도도에 참여할 수있는 경우. 컨덕턴스는 몇 가지 산-염기에 사용할 수 있습니다.반응.

색상 변경:

등가 지점에서 솔루션은 일부 반응에서 지표를 추가하지 않고 자연스럽게 색상을 변경합니다. 이것은 전환에서 관찰 될 수 있습니다.산화 상태가 다른 색상으로 구성된 금속.

침전:

적정 중에 반응이 고체를 형성하면 침전물이 형성됩니다. 강수의 좋은 예는 반응이다.은,아그+,및 염소,씨엘-그 결과 불용성 염,염화은,아글 리알이 형성된다. 예기치 않게,이것은 입자 크기,치수 및 색상의 속도 때문에 끝점을 정확하게 결정하는 것을 매우 어렵게 만듭니다. 이러한 이유로 적정 적정은 역 적정으로 수행됩니다.

등온 열량계:

등가점의 결정은 등온 적정 열량계로 알려진 장치를 사용하여 생성되거나 흡수되는 열의 양을 계산하여 수행됩니다. 이 유형은 일반적으로 생화학 적 반응,즉 효소 결합과 관련된 적정에 사용됩니다.

체온 적정 측정:

체온 측정법은 매우 다각적 인 기술입니다. 여기서 등가점은 화학 반응에 의해 생성 된 온도 변화 속도를 측정하여 결정됩니다. 이 속성은 열량 측정과 차별화됩니다. 온도 적정법은 상대적인 기술이기 때문에 등온 조건 하에서 적정을 수행 할 필요가 있습니다. 이 유형의 배합은 플라스틱 또는 심지어 유리 용기에서 수행 될 수 있습니다. 스프레이 드래프트를 방지하기 위해 이러한 용기는 일반적으로 엔드포인트를 방해하는 노이즈를 발생시켜 둘러싸입니다. 이러한 유형의 적정이 주변 조건 하에서 수행 될 수 있기 때문에 업계의 일상적인 공정 및 품질 관리에 적합합니다. 적정제와 분석물 사이의 반응이 발열성인지 흡열성인지에 따라 적정 공정 중에 온도가 상승하거나 감소합니다. 모든 분석물이 반응에 의해 소비되었을 때 온도 변화,즉 온도 변화 증가 또는 감소는 동등성을 결정합니다.온도 곡선의 포인트 및 굴절을 관찰 할 수 있습니다. 등가점은 온도 곡선의 2 차 도함수를 사용하여 정확하게 관찰 할 수 있습니다. 최신 자동화된 온도 적정 시스템에 사용되는 소프트웨어는 매우 민감한 온도 프로브에서 발생하는 노이즈가 엔드포인트를 설명하는 규칙적이고 균일한 두 번째 결과 피크의 모양에 간섭을 일으키지 않도록 일반 고급 디지털 알고리즘으로 구성됩니다. 이 기술은 다음과 같은 능력을 가지고 있습니다.매우 높은 정밀도와 분산 계수(이력서)가 0.1 미만입니다. 최신 온도 적정 온도 프로브에는 휘트 스톤 브리지의 한 팔을 형성하는 서미스터가 있습니다. 최고의 온도 적정 시스템은 고 분해능 전자 공학에 결합하면 온도를 10-5 케이로 해결할 수 있습니다. 적정을 수행하는 동안 온도가 변하면 약 0.001 천개 날카로운 등가점을 얻을 수 있습니다. 아넨탈피 변화가있는 경우,이 기술은 반응 속도론이 엔드 포인트의 선명도를 계산하는 데 중요한 역할을하지만 유체의 모든 화학적 반응에 반드시 적용 할 수 있습니다. 이 적정 지점은 실질적으로산-염기,산화 환원,산화 환원 및 침전 적정에 적용됩니다. 중요한 강수량 적정의 예는 다음과 같습니다:

• 바륨 이온을 이용한 황화탄화
• 암모늄 용액 중 마그네슘을 이용한 인화탄화
• 질산은을 이용한 염화탄화
• 디메틸글리옥심을 이용한 니켈탄화
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온도 프로브는 전위차 적정에 필요하므로 용액에 전기적으로 연결할 필요가 없기 때문에 비수 적정을 수성 적정으로 쉽게 수행 할 수 있습니다. 매우 탁하거나 착색 된 솔루션은 샘플을 추가로 처리하지 않고도 온도계로 쉽게 분석 할 수 있습니다. 프로브는 유지 보수가 필요 없습니다. 이제 하루는 최신의 높은 홍보용 스테퍼 모터 구동 뷰렛을 사용하여 몇 분 안에 온도 적정을 완료하여이 기술을 실험실에서 높은 생산이 필요한 완벽한 선택으로 만듭니다.

분광법:

이 유형에서 분광법은 반응물,생성물 또는 적정제의 스펙트럼이 알려진 경우 등가점을 결정하는 데 사용됩니다. 특정 양의 제품 및 반응물은 등가점을 찾는 데 사용됩니다. 매우 낮은 수준의무료 적정제의 존재도 결정할 수 있습니다. 요컨대,이 방법이 사용됩니다.반도체의 존재를 결정한다.

암페어메트리:

암페어메트리 는 전류의 변화를 측정하는 데 사용되는 감지 기술입니다.암페어 측정법은 과다한 적정제가 감소될 수 있는 적정에 주로 사용됩니다. 이 방법은 침전물의 형성이 영향을받지 않기 때문에 할로겐을 적정하는 동안 유용합니다.

등가점의 예:

• 강산과 강한 염기의 반응:

염산(강산)이 분석물로 취해지고 수산화 나트륨 나오(강염기)가 적정제로 취해진다고 가정 해 봅시다. 뷰렛에서 첨가할 수 있는 적정분석액과 적정분석액 사이에 그래프를 그리면 아래와 같이 적정 그래프가 형성될 것입니다:

그림 1.1

위의 그림 1.1 은 포인트 1 에서 나와 같은 염기가 더해지지 않았을 때를 나타낸다. 분석물의 산도는 주로 수소화물의 분리로부터 수소화물을 포함하기 때문에 낮다.

으로 수산화 나트륨 수산화 나트륨 추가되 드롭 bydrop,그것을 얻기 시작하면 흡수에 의 OH–천천히 생산되는 bydissociation 의 NaOH. 생성 된 분석물은 지배적 인 것으로 인해 산성 일 것이다.하이드로 늄 이온의 존재,물+.

그림 1.1 에서 포인트 2 는 중화가 완전히 일어나기 직전에 산도가 기록되는 시점을 나타낸다. 점 3 은 우리에게 등가 점을 보여줍니다. 여기에 첨가 된 수산화 나트륨의 몰은 분석물 내의 수산기 염화물의 몰과 동일하다. 이것은 히드로 늄 이온 인 물+가 히드 록실 이온에 의해 완전히 중화되는 지점입니다. 이 용액의 산도는 중성 즉 산도=7 이 있기 때문에 소금,나클 및 물 물.

그림 1.1 의 포인트 4 는 우리가 계속 나아오을 추가함에 따라,용액의 산도가 하이큐의 완전한 중화 때문에 기본이되기 시작한다는 것을 보여줍니다. 이제 오–이온의 많음이있다 나오에서 해리 용액에 존재한다.

• 강한 염기와 약한 산의 반응:

적정제로서 약산,아세트산 3 코오 및 강염기 수산화 나트륨을 고려합시다. 분석물의 산도와 나오의 부피 사이에 그래프를 그리면 아래와 같이 적정 곡선을 얻을 수 있습니다.

도 1.2

도 1.2 는 도 1 에서 나오 오가 아직 첨가되지 않았음을 보여 주므로,현재로서는 분석물의 산도가 낮다. 그러나 아세트산이 약한 산이기 때문에,그러므로 처음에 그것의 산도는 더 높을 것입니다.

우리는 계속 추가 나오 드롭 와이즈,물+오에 의해 소비되기 시작할 것입니다–천천히. 이것은 해리에 의해 생성 될 것입니다.나오. 그러나 여기서 분석물은 주로 물+이온의 존재로 인해 여전히 산성이다.

인피겨 1.2 포인트 2 는 무유동화가 완전히 일어나기 직전에 기록된 산도를 나타낸다.

점 3 은 등가점을 나타냅니다. 이것은 나오의 몰이 분석물에서 3 구의 몰과 같다는 점입니다. 히드로 늄 이온은 히드 록실 이온에 의해 완전히 중화됩니다. 이 용액은 그 다음에 염분과 물을 함유 할 것입니다.

참고:

여기서 강한 염기에 대해 적정 된 강한 산을 가진 사례 1 과 비교하여 차이를 알 수 있습니다. 이 경우(약산 및 강염기),산도는 동등한 지점에서 중성이 아닙니다. 이 솔루션은 등가 지점에서 산도~9 입니다. 아래의 이유를 알아 보자.

위의 방정식으로부터,용액이 등가점에 치 3 쿠나를 포함한다는 것을 알 수 있다. 이것은 나트륨 이온과 아세테이트 이온으로 해리됩니다. 아세테이트 이온은 약산의 공액 염기입니다. 따라서,3 코–상대적으로 강한 염기(즉,약한 산 강한 어원이 염기)따라서 그들은 물으로 반응 하 여 산도 증가 수산화 이온을 생산 9 가까이 등가 시점에서.

그림 1.2 의 포인트 4 는 수산화 나트륨이 더 많을 때 얻은 적정 곡선이 수산화 나트륨과 동일하다는 것을 보여줍니다.

• 강한 염기가 약한 산:

여기서 염산을 분석물로서 강한 산으로,암모니아를 적정제로서 약한 염기로 생각해 봅시다. 만약 우리가 분석 용액의 산도와 적정제 3 의 부피 사이에 그래프를 그린다면,우리는 아래와 같이 적정 곡선을 얻을 것입니다:

그림 1.3

그림 1.3 포인트 1 에서 암모니아가 첨가되지 않을 때,분석물의 산도는 염산의 해리로부터 물+를 주로 함유하기 때문에 낮을 것이다.

암모니아가 한 방울 씩 첨가됨에 따라 물+암모니아에 의해 천천히 소비되기 시작합니다. 분석물은 물+이온의 대다수로 인해 여전히 산성 일 것입니다.

그림 1.3 의 포인트 2 는 산도가 무중단화가 완전히 일어나기 직전의 지점에서 기록된다는 것을 나타냅니다.

점 3 은 등가점을 나타냅니다. 여기에 추가 된 몰의 수 엔 에이치 3 분석물에 몰의 몰과 같습니다. 히드로 늄 이온은 완전히 중성화된다.참고:

강산에 대한 약한 염기의 경우 산도는 등가 지점에서 중성이 아니라는 것을 알 수 있습니다. 따라서 달성 된 용액은 동등성 시점에서 약 5.5 의 산도를 갖는 산성 일 것입니다.

그 이유는 동등한 시점에서 용액은 암모늄 이온 만 가지고 있기 때문입니다. 암모늄 이온은 약한 염기의 공액 산이기 때문에. 따라서,물 4+는 강산이므로 물과 반응하여 용액을 산성으로 만드는 히드로 늄 이온을 생성 할 것이다.

포인트 4 는 동등성 점을 달성 한 후에 암모니아를 계속 첨가 할 것이며 초과하면 산도가 증가하기 시작할 것임을 보여줍니다. 암모니아는 약한 염기이므로 산도가 7 이상이지만 강한 염기에 비해 낮은 경우 1 에 나와 있습니다.

• 약한 산을 가진 약염기:

암모니아,분석물로 약한 기초 및 적정제로 약한 산인 아세트산을 고려하자. 우리는 적정제로서 아세트산의 부피 대 분석 용액의 산도 사이의 그래프를 그릴 경우,우리는 아래와 같이 적정 곡선을 얻을 것이다:

그림 1.4

우리는이 그래프 플롯에 가파른 것이 없다는 것을 알아 차렸다. 이것은 우리가 동등성의 시점에서”변곡점”이라고 부르는 것입니다. 산도의 가파른 변화의 부재는 우리에게 이러한 어커브을 통해 많은 정보를 제공하지 않습니다.