Pääte- ja vastaavuuspisteet ovat kaksi tärkeintä käsitettä kemian titrauksissa. Titrausmenetelmä voi tapahtua redox-reaktioissa, happo-emäs-reaktioissa ja monissa muissa reaktioissa. Sitä käytetään pääasiassa happo-emäsreaktioissa, joissa siihen sisältyy toisen liuoksen neutralointi toisen kanssa tuntemattoman pitoisuuden määrittämiseksi. Periaatteessa standardiliuos, jolla on tunnettu pitoisuus, kaadetaan varovasti toiseen liuokseen, jota kutsutaan analyyttiä, jonka pitoisuus on tuntematon, sen pitoisuuden laskemiseksi.
Titrausprosessin aikana saavutetaan kaksi vaihetta, nimittäin. päätepiste ja vastaavuuspiste. Ekvivalenssipiste, jota kutsutaan myös stökiömetriseksi pisteeksi pähkinänkuoressa, on kohta, jossa kahden liuoksen, hapon ja emäksen, moolit ovat ekvivalentit tai yhtä suuret. Vaihe tapahtuu ennen päätepistettä, joka merkitsee reaktion päättymistä. Joissakin reaktioissa voi olla useita vastaavuuspisteitä, etenkin polyprotoottisissa hapoissa ja emäksissä, joissa esiintyy useita hydroksidi-ioneja.
Tämä artikkeli avaa kemiallisissa titrauksissa päätepisteen ja vastaavuuspisteen välisen avaineron.
Ekvivalenssipiste happo-emäs-titrauksessa merkitsee reaktion päättymistä, jolloin titranssin ja analyytin moolimäärä on yhtä suuri kuin kemiallisessa yhtälössä. Esimerkiksi NaOH: n ja HCl: n titrauksessa 1 mooli HCl: a on yhtä suuri kuin tarkalleen 1 mooli NaOH: ta vastaavuuspisteessä. Tämä kohta on saavutettava tarkasti antamalla useita tippoja standardiliuosta tuntemattomaan pitoisuuteen. Pipettiä käytetään yleensä kaatamaan tipran titranttia mittauspulloon, johon analyyti on kaadettu tietyllä indikaattorilla. Indikaattorit ovat tärkeitä happo-emäs-titrauksissa, jotta voidaan nähdä selvästi vastaavuus ja päätepisteet.
Hapon ja emäksen titraus voi tapahtua vahvan emäksen ja heikon emäksen välillä; vahva emäs ja heikko happo; vahva pohja ja vahva pohja; tai heikot polyprotoottiset hapot. Eri indikaattoria voidaan käyttää titraukseen käytetyn liuoksen tyypistä riippuen. Esimerkiksi NaOH: n ja HCl: n titrauksissa käytetään fenoliftaleiinia, kun taas NH: ssa3 ja HCl, metyylioranssin indikaattori on sopivampi muutosten aikaansaamiseksi. Jos titrantin pH vastaa pH: ta ekvivalenttipisteessä, pääte- ja ekvivalenttipiste voivat tapahtua samanaikaisesti.
Seuraava kuva antaa selkeän käsityksen titrauksesta, joka on asetettu saavuttamaan vastaavuuspiste ja saavuttamaan myöhemmin loppupiste, kun väri muuttuu. Aluksi kaadetaan liuos, jonka pitoisuus on tuntematon, indikaattorin kanssa. Sitten titrantti lisätään käyttämällä birettia säätelemällä tippoja venttiilillä. Yhtälö MhappoVhappo = MpohjaVpohja käytetään laskemaan tuntematon konsentraatio algebrallisilla käsittelyillä huomioiden, että molaarisuus on moolimäärä litrassa.
Päätepiste tulee titrausten vastaavuuspisteen jälkeen. Se osoittaa, että vastaavuuspiste on saavutettu. Tätä päätepistettä ilmaisee liuoksen värimuutos. Katso alla oleva kuva:
Kuvan kohteliaisuus: Chemistry LibreTexts
Päätepisteen saavuttamiseksi tippojen määrä tulee antaa huolellisesti, koska yksi tippa voi muuttaa liuoksen pH: ta. Tilanteessa, jossa päätepiste on ohitettu, voidaan suorittaa vasta-titraus tai käänteinen titraus ratkaisun luonteesta riippuen. Jos liian paljon titranttia on kaadettu, päätepiste saattaa olla ohitettu. Ratkaisu on lisätä toinen liuos erilaista reagenssia ylimääräisesti.
Indikaattoreita ei aina käytetä titrauksissa. PH-mittarien avulla voidaan lukea pH osoituksena reaktion loppumisesta. Vahvassa emäksessä ja hapossa pH 7 osoittaa reaktion olevan täydellinen. Värimuutos on kuitenkin kätevä tapa seurata päätepistettä, joten indikaattoreita käytetään usein. Natriumkloridin ja suolahapon liuos saavuttaa päätepisteen, kuten fenoliftaleiini osoittaa, kun liuos muuttuu vaaleanpunaiseksi. Päätepiste ei välttämättä tarkoita reaktion loppua, vaan titrauksen loppuun saattamista.
Päätepiste on titrausvaihe, joka ilmaistaan värinmuutoksella merkkinä siitä, että titraus on valmis ja että vastaavuuspiste on saavutettu. Ekvivalenssipiste on toisaalta vaihe ennen päätepistettä, joka signaloi stökiometristä pistettä yhtä suurella määrällä moolia analyytin ja titranssin välillä kemiallisen yhtälön mukaisesti. Vastaavuuspisteen saavuttamiseksi titrantti on kaadettava tarkasti ja täsmälleen tipoittain pisaroittain biretin avulla.
Ekvivalenssipiste tapahtuu, kun titrantin, standardiliuoksen, moolimäärä on yhtä suuri kuin analyytin, liuoksen, jonka pitoisuutta ei tunneta, moolien lukumäärä. Päätepiste tapahtuu, kun väri muuttuu.
Ekvivalenssipiste tarkoittaa, että titrantti on reagoinut täysin analyytin kanssa, kun taas päätepiste merkitsee titrauksen päättymistä. Päätepiste ja ekvivalenssi voi tapahtua samanaikaisesti, jos titrantin pH vastaa pH: ta vastaavuuspisteessä.