Kas ir ekvivalences punkts?

Ekvivalences punkts ir ķīmiskās titrēšanas punkts, kas nozīmē izšķīdušās vielas koncentrācijas noteikšanas procesu inducētās reakcijas rezultātā, kurā titrējamās vielas daudzums ir tieši tik liels, lai pilnībā reaģētu ar paraugu. To dažreiz sauc arī par stehiometrisko punktu. Ekvivalences punktu var noteikt vairākos dažādos veidos, izmantojot tādas pazīmes kā pH indikatori, krāsas maiņa, vadītspēja vai nokrišņi. Dotā reaģenta koncentrāciju var secināt, titrējot zināmu vielu reaģenta paraugā un atrodot reakcijas ekvivalences punktu.

Titrēšanas iestatījumos garš, cilindrisks stikla trauks, kas pazīstams kā birete, tiek piepildīts līdz kalibrētai atzīmei ar noteiktu titrējamā titranta vai šķīduma tilpumu. Konkrēts analizējamās vielas vai šķīduma tilpums, kurā pilēs titrants, ir iestatīts zemāk. Titranta koncentrācija ir zināma, savukārt analizējamās vielas koncentrācija nav zināma. Pakāpeniski birete tiek iztukšota analizējamā šķīdumā, līdz notiek sagaidāmās izmaiņas analītā, kas signalizē par ekvivalences punktu. Ekvivalences punktā pievienotā titranta daudzums ir pilnībā reaģējis ar reaģentu analizējamā vielā, un tagad var noteikt analizējamā šķīduma koncentrāciju.

Skābju-bāzes titrēšanas gadījumā, kad skābi titrē par bāzi vai otrādi, analizējamā šķīdumam bieži pievieno pH indikatora savienojumu, lai ekvivalences punktu varētu noteikt vizuāli. Fenolftaleīns ir plaši izmantots pH indikators, kas zemā pH līmenī ir bezkrāsains, bet augstā pH līmenī kļūst spilgti rozā krāsā. Par ekvivalences punktu skābes-bāzes titrācijā, kurā iesaistīts fenolftaleīns, liecina strauja krāsas maiņa uz rozā. Lai norādītu izmaiņas dažādos pH diapazonos pēc vajadzības, tiek izmantoti dažādi pH indikatori.

Dažreiz analizējamās vielas krāsa mainīsies titrēšanas laikā, neizmantojot indikatoru. Tādā veidā var noteikt oksidācijas-reducēšanas (redoks) reakciju ekvivalences punktus, jo produkta un reaģenta oksidācijas pakāpes rada dažādas krāsas. Ir arī iespējams, ka titrēšanas reakcija izraisīs nogulšņu vai cietas vielas veidošanos. Tāpēc nokrišņus var izmantot kā ekvivalences punkta indikatoru, lai gan precīzu nokrišņu punktu var būt grūti noteikt.

Citas metodes, ko var izmantot, lai noteiktu ekvivalences punktu, ietver šķīduma vadītspējas mērīšanu, tiešu pH mērīšanu ar pH metru un temperatūras izmaiņu ātruma mērīšanu. Šis pēdējais process ir pazīstams kā termometriskā titrimetrija. Termometriskā titrimetrija izmanto faktu, ka ķīmiskā reakcija starp titrantu un analizējamo vielu būs vai nu eksotermiska — izdalot siltumu — vai endotermiska — absorbējoša siltumu. Atkarībā no reakcijas veida temperatūra paaugstinās vai pazemināsies. Maksimālais temperatūras izmaiņu ātrums reakcijā ir ekvivalences punkts.