Eine Titration pH-Rechner ist ein spezielles Tool zur Vorhersage des pH-Werts zu jedem Zeitpunkt während eines Titrationsprozesses. Es hilft Benutzern zu verstehen, wie sich der pH-Wert ändert, wenn eine Säure mit einer Base reagiert, was für die Bestimmung des Äquivalenzpunkts bei Titrationen unerlässlich ist. Dieser Rechner ist besonders nützlich in Bildungseinrichtungen, Labors und Branchen, in denen es auf Präzision ankommt chemisch Messungen sind notwendig.
Formel des Titrations-pH-Rechners
Die Formel zur Berechnung des pH-Werts während einer Titration hängt von der konkret ablaufenden Säure-Base-Reaktion ab. Hier ein allgemeiner Überblick:
Starke Säure-starke Base-Titration (z. B. HCl und NaOH):
- Vor dem Äquivalenzpunkt: pH ≈ -log[H₃O⁺] = -log(CₐVₐ/ Vᵦ)
- Am Äquivalenzpunkt: pH = 7 (neutral)
- Nach dem Äquivalenzpunkt: pH ≈ 14 + log(CᵦVᵦ/ Vₐ)
Schwache Säure-starke Base-Titration (z. B. Essigsäure und NaOH):
- Vor dem Äquivalenzpunkt: pH ≈ pKa + log([A⁻]/[HA]), wobei [A⁻] und [HA] die Konzentrationen der konjugierten Base bzw. der schwachen Säure sind.
- Am Äquivalenzpunkt: pH > 7, bestimmt durch den Überschuss an starker Base
- Nach dem Äquivalenzpunkt: pH ≈ 14 + log(CᵦVᵦ/ Vₐ)
Titration mit schwacher Base und starker Säure (z. B. NH₃ und HCl):
- Vor dem Äquivalenzpunkt: pH ≈ pKb + log([BH⁺]/[B]), wobei [BH⁺] und [B] die Konzentrationen von sind korrespondierende Säure bzw. schwache Basis.
- Am Äquivalenzpunkt: pH < 7, bestimmt durch den Überschuss an starker Säure
- Nach dem Äquivalenzpunkt: pH ≈ -log(CₐVₐ/ Vᵦ)
Denken Sie daran, diese Formeln an die spezifischen Konzentrationen und Volumina Ihrer Lösungen anzupassen und etwaige Verdünnungen zu berücksichtigen, die während des Titrationsprozesses auftreten können.
Vorberechnete Tabellen für gängige Titrationen
| Titrationstyp | Hinzugefügtes Volumen (ml) | pH-Wert bei Volumen | Erläuterung |
|---|---|---|---|
| Starke Säure – Starke Base | 0 | 1.0 | Anfänglicher pH-Wert von 0.1 M HCl |
| 25 | 4.0 | Annäherung an den Äquivalenzpunkt | |
| 50 | 7.0 | Am Äquivalenzpunkt | |
| 75 | 11.0 | Jenseits des Äquivalenzpunkts | |
| Schwache Säure – starke Base | 0 | 2.9 | Anfänglicher pH-Wert von 0.1 M Essigsäure |
| 25 | 4.76 | Halbäquivalenzpunkt (pKa) | |
| 50 | 8.5 | Am Äquivalenzpunkt | |
| 75 | 11.5 | Jenseits des Äquivalenzpunkts | |
| Schwache Base – starke Säure | 0 | 11.0 | Anfangs-pH-Wert 0.1 M NH₃ |
| 25 | 9.25 | Halbäquivalenzpunkt (pKb) | |
| 50 | 6.5 | Am Äquivalenzpunkt | |
| 75 | 2.0 | Jenseits des Äquivalenzpunkts |
Beispiel eines Titrations-pH-Rechners
Betrachten Sie die Titration von 50 ml 0.1 M Salzsäure (HCl) mit 0.1 M Natriumhydroxid (NaOH). So ändert sich der pH-Wert:
- Anfänglicher pH-Wert (vor Beginn der Titration): Der pH-Wert von 0.1 M HCl beträgt etwa 1.0.
- Mittelpunkt (naht sich der Äquivalenz): Durch die Zugabe von NaOH steigt der pH-Wert allmählich an, bis er bei Äquivalenz nahe 7.0 liegt.
- Jenseits des Äquivalenzpunkts: Zusätzliches NaOH erhöht den pH-Wert auf über 7, was auf eine basische Lösung hinweist.
Die häufigsten FAQs
Der Äquivalenzpunkt tritt auf, wenn die Anzahl der Mol Säure gleich der Anzahl Mol Base ist, was typischerweise zu einem neutralen pH-Wert von 7 bei Titrationen mit starker Säure und starker Base führt.
Bei einer schwachen Säure-starken Base-Titration entspricht der pH-Wert am Halbäquivalenzpunkt ungefähr dem pKa-Wert der schwachen Säure, was auf ein 50/50-Verhältnis von Säure zu ihrer konjugierten Base hinweist.
Der pH-Wert am Äquivalenzpunkt variiert je nach Stärke der beteiligten Säuren und Basen. Bei Titrationen mit starken Säuren und starken Basen ist der pH-Wert neutral (pH 7), bei anderen Titrationstypen kann er jedoch aufgrund der Reststärke der konjugierten Säuren oder Basen höher oder niedriger sein.