Elektrochemie voor MBO/Conductometrie Titratie, zwak zuur en sterke base

De titratie van een zwak zuur met een sterke base

Als voorbeeld van de titratie van een zwak zuur met een sterke base bekijk je die van azijnzuur met natronloog. De titrate-reactie is:

{\ce {HAc\ +\ Na^{+}\ +\ OH^{-}\ ->[{\ce {Titratie}}]\ H2O\ +\ Ac^{-}\ +\ Na^{+}}}

Reactie 1

Normaal gesproken worden de tribune-ionen in een reactie niet aangegeven, maar in het geval van een conductometrische titratie spelen ook de tribune-ionen een rol in het uiteindelijke meet-signaal.

HAc + NaOH

Natrium

In dit geval zijn er geen ionen waarvan tijdens de titratie het aantal constant blijft. Voor natrium geldt echter dat de hoeveelheid recht evenredig is met het volume gebruikt reagens. Het vormt een scheve basis in het conductogram. Zie Figuur 1.

Natrium

Acetaat

In het begin van de titratie is er een klein beetje acetaat aanwezig. Azijnzuur is een zuur, en voor een klein deel in ionen gesplitst. De eerste hoeveelheden natronloog zullen niet met het neutrale azijnzuur reageren, maar met de hoeveelheid vrije waterstof-ionen. De hoeveelheid acetaat stijgt in deze fase van de titratie nog niet echt. Pas als er geen vrije H⁺-ionen meer zijn zullen hydroxide-ionen met azijnzuur gaan reageren. De hoeveelheid acetaat stijgt daardoor, net als de geleidbaarheid door acetaat. Na het equivalentiepunt kan er geen acetaat meer gevormd worden, en blijft ook de bijdrage aan de geleidbaarheid constant. In Figuur 2 is dit verloop aangegeven.

Acetaat

Waterstof

In het begin van de titratie is er een kleine hoeveelheid waterstof-ionen aanwezig. In het eerste stuk van de titratie reageren deze ionen met hydroxide tot water. Zij worden vervangen door de veel tragere natrium-ionen. Als snel zijn de H⁺-ionen op. Een en ander resulteert in kleine, en snel ontbrekende, bijdrage van waterstof aan de geleidbaarheid. In Figuur 3 is dit aangegeven met het kleine driehoekje links.

Hydroxide

Tot het equivalentiepunt zijn er effectief geen hydroxide-ionen in de oplossing. Erna zal elke hoeveelheid reagens de hoeveelheid van deze ionen evenredig laten stijgen, en daarmee de bijdrage van hydroxide aan de geleidbaarheid. Op de schuine basis van de geleidbaarheid van chloride en natrium zal het effect van de hydroxide-ionen een rechte, sterk stijgende lijn zijn. Zie Figuur 4
. De afzonderlijke bijdragen van de ionen zijn in het conductogram niet te zien. Dat laat alleen de rode lijn (in figuur 4) zien.

Figuur 1 Bijdrage van Cl^-	Figuur 2 Bijdrage van Cl^-, Na⁺	Figuur 3 Bijdrage van Cl^-, Na⁺, H⁺	Figuur 4 Bijdrage van Cl^-, Na⁺, H⁺, OH^-

Hydroxide