การไทเทรตเป็นเทคนิคทางเคมีเชิงวิเคราะห์ที่ใช้ในการค้นหาความเข้มข้นที่ไม่รู้จักของสารที่วิเคราะห์ (ไทแทรนต์) โดยทำปฏิกิริยากับปริมาตรและความเข้มข้นที่ทราบของสารละลายมาตรฐาน (เรียกว่าไทแทรนต์) โดยทั่วไปแล้ว การไทเทรตจะใช้สำหรับปฏิกิริยากรด-เบสและปฏิกิริยารีดอกซ์
นี่คือตัวอย่างปัญหาที่กำหนดความเข้มข้นของสารที่วิเคราะห์ในปฏิกิริยากรดเบส:
ปัญหาการไทเทรต วิธีแก้ปัญหาทีละขั้นตอน
สารละลาย NaOH 0.5 M 25 มล. ถูกไทเทรตจนเป็นกลางในตัวอย่าง HCl 50 มล. HCl มีความเข้มข้นเท่าใด
ขั้นตอนที่ 1: กำหนด [OH – ]
แต่ละโมลของ NaOH จะมีOH- หนึ่งโม ล ดังนั้น [OH – ] = 0.5 M.
ขั้นตอนที่ 2: กำหนดจำนวนโมลของ OH –
โมลาริตี = จำนวนโมล/ปริมาตร
จำนวนโมล = โมลาริตี x ปริมาตร
จำนวนโมล OH – = (0.5 M)(0.025 L)
จำนวนโมล OH – = 0.0125 โมล
ขั้นตอนที่ 3: กำหนดจำนวนโมลของ H +
เมื่อเบสทำให้กรดเป็นกลาง จำนวนโมลของ H + =จำนวนโมลของ OH – ดังนั้น จำนวนโมลของ H + = 0.0125 โมล
ขั้นตอนที่ 4: กำหนดความเข้มข้นของ HCl
แต่ละโมลของ HCl จะสร้าง H + หนึ่งโมล ; ดังนั้น จำนวนโมลของ HCl = จำนวนโมลของ H +
โมลาริตี = จำนวนโมล/ปริมาตร
โมลาริตี HCl = (0.0125 โมล)/(0.05 L)
โมลาริตี HCl = 0.25 M
ตอบ
ความเข้มข้นของ HCl คือ 0.25 M
วิธีการแก้ไขอื่น ๆ
ขั้นตอนข้างต้นสามารถลดลงเป็นสมการ:
M กรด V กรด = M เบส V เบส
ที่ไหน
M กรด = ความเข้มข้นของกรด
V กรด = ปริมาตรของกรด
M เบส = ความเข้มข้นของเบส
V เบส = ปริมาตรของเบส
สมการนี้ใช้ได้กับปฏิกิริยากรด/เบสที่อัตราส่วนโมลาร์ระหว่างกรดและเบสคือ 1:1 ถ้าอัตราส่วนต่างกัน เช่น Ca(OH) 2และ HCl อัตราส่วนจะเป็นกรด 1 โมลต่อเบส 2 โมล สมการตอนนี้จะเป็น:
M กรด V กรด = 2M เบส V เบส
สำหรับตัวอย่างปัญหา อัตราส่วนคือ 1:1:
M กรด V กรด = M เบส V เบส
กรด M (50 มล.)= (0.5 M)(25 มล.) กรด
M = 12.5 MmL/50 มล. กรด M = 0.25 M
ข้อผิดพลาดในการคำนวณการไตเตรท
มีการใช้วิธีการต่างๆ กันเพื่อหาจุดสมมูลของการไทเทรต ไม่ว่าจะใช้วิธีใดก็มีข้อผิดพลาดเกิดขึ้น ดังนั้นค่าความเข้มข้นจึงใกล้เคียงกับค่าจริง แต่ไม่แน่นอน ตัวอย่างเช่น หากใช้อินดิเคเตอร์ pH ที่มีสี อาจตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของสีได้ยาก โดยปกติข้อผิดพลาดที่นี่จะผ่านจุดสมมูล ทำให้ค่าความเข้มข้นสูงเกินไป
แหล่งที่มาของข้อผิดพลาดที่เป็นไปได้อีกประการหนึ่งเมื่อใช้ตัวบ่งชี้ความเป็นกรด-เบสคือ หากน้ำที่ใช้ในการเตรียมสารละลายมีไอออนซึ่งจะเปลี่ยนค่า pH ของสารละลาย ตัวอย่างเช่น หากใช้น้ำประปาแบบกระด้าง สารละลายเริ่มต้นจะมีค่าเป็นด่างมากกว่าหากใช้น้ำกลั่นปราศจากไอออนเป็นตัวทำละลาย
หากใช้กราฟหรือเส้นโค้งการไทเทรตเพื่อหาจุดสิ้นสุด จุดสมมูลจะเป็นเส้นโค้งแทนที่จะเป็นจุดแหลม จุดสิ้นสุดเป็นแบบ “คาดเดาได้ดีที่สุด” ตามข้อมูลการทดลอง
ข้อผิดพลาดสามารถลดลงได้โดยใช้เครื่องวัดค่า pH ที่สอบเทียบเพื่อหาจุดสิ้นสุดของการไทเทรตกรด-เบส แทนที่จะเป็นการเปลี่ยนสีหรือการประมาณค่าจากกราฟ
