16.7 : Titrasyon Hesaplamaları: Zayıf asit - Zayıf Baz

Zayıf bir asit veya baz titrasyonunun farklı aşamalarındaki pH, titrasyonun çeşitli noktalarında farklı yöntemler kullanılarak hesaplanır. Zayıf bir asit veya baz pH'ın ana belirleyicisi ise, Ka veya Kb ve bir ICE tablosu veya Henderson-Hasselbalch denklemi kullanılır. Nötrleştirme reaksiyonundan sonra kuvvetli asit veya baz mevcutsa, kalan hidronyum veya hidroksit iyonlarının konsantrasyonu pH'ı hesaplamak için kullanılır.

0, 10 molar asetik asit çözeltisinin 50 mililitrelik başlangıç pH'ı 2.87'dir ve asıl katkı asetik asit olduğundan Ka ve ICE tablosu kullanılarak hesaplanır. 0, 0050 mol asetat içeren bu çözelti 0, 10 molar sodyum hidroksit ile titre edilirse, hidroksit iyonları asetat üretmek için asetik asit ile reaksiyona girerek bir tampon oluşturur. Bu nedenle, 0, 0010 mol hidroksit iyonu içeren 10 mililitre sodyum hidroksit eklendiğinde, 0, 0010 mol asetat oluşur ve 0, 0040 mol asetik asit kalır.

Tamponun pH'ı, bu değerleri Henderson-Hasselbalch denkleminde kullanarak hesaplanabilir ve 4, 14'e eşittir. 25 mililitre sodyum hidroksit eklendiğinde, başlangıçtaki asetik asit mollerinin yarısı asetata dönüştürülür. Bu noktada, asetik asit ve asetat iyonu miktarı eşit olduğundan pH, pKa'ya eşittir.

50 mililitreye kadar ilave sodyum hidroksit ilavesi, tüm asetik asit moleküllerini asetata dönüştürür ve eşdeğerlik noktasına ulaşılır. Asetat iyonları bazik olduğundan, eşdeğerlik noktası temel bölgededir. Asetat iyonunun konsantrasyonu, mol sayısının çözeltinin toplam hacmine bölünmesiyle hesaplanır.

PH, asetat iyonları için Kb ve bir ICE tablosu kullanılarak belirlenir, çünkü eşdeğer noktada pH'a ana katkıyı sağlayan asesat iyonudur. Asetat için Kb;Kw'nin Ka çarpı Kb'ye eşit ve 5, 6×10⁻¹⁰ olduğu formül kullanılarak hesaplanır. Kb ifadesinde denge konsantrasyonlarının yerleştirilmesi hidroksit konsantrasyonunu, 5, 3×10⁻⁶ molar verir.

Çözeltinin pOH ve pH'ı sırasıyla 5, 28 ve 8, 72'dir. Çözeltiye ayrıca sodyum hidroksit eklenmesi, asetat iyonları ve sodyum hidroksit karışımı ile sonuçlanır. Bununla birlikte, sodyum hidroksitin nihai konsantrasyonu, asetattan daha güçlü bir baz olduğu için çözeltinin pH'ını belirler.

Bu nedenle, çözeltiye 70 mililitre sodyum hidroksit eklenirse, hidroksit iyonlarının nihai konsantrasyonu, eklenen hidroksit iyonlarının toplam mollerinden, 0, 0050 mol, toplam asetik asit molü, 0, 0070, mol çıkarılıp çözeltinin toplam hacmi, 120 mililitre veya 0, 12 litreye bölünerek hesaplanabilir. Hidroksit iyonu konsantrasyonu 0, 017 molar olduğundan, çözeltinin pOH ve pH'ı sırasıyla 1, 78 ve 12, 22 olarak hesaplanır.