PhysSandbox

Титрование слабой кислоты: pK_a в полуэквивалентности

Слабая кислота + сильное основание. Найдите V_eq по скачку pH, затем снимите pH при V_b = V_eq/2. Это и есть pK_a.

Школьные· 24 мин·Похожий симулятор: ХимияСимулятор титрования

Цель работы

Определить pK_a из уравнения Хендерсона–Хассельбаха: в полуэквивалентности [A⁻]=[HA], значит pH = pK_a.

Оборудование

  • Бюретка (известный C_b)
  • Колба (известный V_a, неизвестная HA)
  • pH-метр
  • Универсальный индикатор

Эксперимент

Теория

Для однопротонной слабой кислоты со сильной щёлочью в буферной зоне pH = pK_a + log₁₀([A⁻]/[HA]). На полпути к эквивалентности нейтрализована половина кислоты, отношение равно 1 и pH = pK_a. Сама эквивалентность щелочная (гидролиз сопряжённого основания) — pK_a там не читают. Стенд не печатает pK_a, V_eq и подсказку Хендерсона.

Ход работы

  1. Аликвота V_a и C_b щёлочи зафиксированы и известны. Концентрация кислоты и pK_a скрыты. Меняете только V_b бюретки.
  2. Следите за живым pH-метром и индикатором. Найдите скачок (эквивалентность), запомните V_eq, затем поставьте V_b = V_eq/2.
  3. Запишите. В строку попадут V_b и pH. Добавляется малый шум метра. Стенд полуэквивалентность сам не отмечает.
  4. Повторите отсчёт в полуэквивалентности не менее 6 раз (скачок можно искать заново).
  5. Возьмите среднее столбца pH и сравните с эталонным pK_a.

Вывод

Средний pH в полуэквивалентности согласуется со скрытым pK_a. Основные погрешности: визуальная оценка V_eq, шум метра и идеализация буфера Хендерсона–Хассельбаха.