MolDraw › Scheikundetools › Titratiecurve-simulator
Titratiecurve-simulator
Kort gezegd: Deze titratiecurve-simulator zet de pH uit tegen het volume titrant voor sterke zuren, zwakke zuren, zwakke basen en meerwaardige zuren zoals H₃PO₄. Hij markeert de begin-pH, elk equivalentiepunt, halve-equivalentiepunten waar pH = pKa en buffergebieden, en stelt daarna een indicator voor. Gratis en werkt in je webbrowser.
Kies de analyt in de kolf, voer de concentratie en het volume ervan in en de concentratie van de titrant. De curve wordt bijgewerkt terwijl je typt. Het resultatenpaneel toont de equivalentie- en halve-equivalentiepunten, en de indicatortabel beoordeelt elke gangbare indicator op zijn eindpuntfout. Sla de grafiek op met PNG exporteren of de gegevens met CSV exporteren.
pH bij gekozen volumes
Hoe de titratiecurve wordt berekend
De simulator wisselt niet tussen aparte formules voor elk gebied. Hij lost bij elk volume één ladingsbalans op, zodat de curve klopt aan het begin, in het buffergebied, bij elk equivalentiepunt en daarna:
[H⁺] + [Na⁺] = [OH⁻] + [A⁻] + 2[A²⁻] + 3[A³⁻] + [Cl⁻] Kw = [H⁺][OH⁻] = 1.0 × 10⁻¹⁴
De vuistregels uit het leerboek hieronder geven bijna dezelfde getallen en zijn wat je op een examen gebruikt.
| Gebied | Zwak zuur HA + NaOH | Voorbeeld: 25,00 mL 0,100 M CH₃COOH |
|---|---|---|
| Begin (0 mL) | [H⁺] = √(Ka × C) | pH 2.88 |
| Buffergebied | pH = pKa + log(n A⁻ / n HA) | 20,00 mL: pH 5,36 |
| Halve equivalentie | pH = pKa | 12,50 mL: pH 4,76 |
| Equivalentie | [OH⁻] = √(Kb × C zout), Kb = Kw / Ka | 25,00 mL: pH 8,73 |
| Na equivalentie | [OH⁻] = overmaat NaOH ÷ totaal volume | 30,00 mL: pH 11,96 |
pH bij het equivalentiepunt per type titratie
| Titratie | pH bij equivalentie | Geschikte indicator |
|---|---|---|
| Sterk zuur + sterke base | 7.00 | Fenolftaleïne, methylrood, broomthymolblauw, methyloranje |
| Zwak zuur + sterke base | Boven 7 (8,73 voor 0,1 M azijnzuur) | Fenolftaleïne |
| Zwakke base + sterk zuur | Onder 7 (5,28 voor 0,1 M ammoniak) | Methylrood, methyloranje |
| Zwak zuur + zwakke base | Rond 7, geen scherpe sprong | Geen; gebruik een pH-meter |
Omslaggebieden van indicatoren
| Indicator | pH-gebied | Zure kleur | Basische kleur |
|---|---|---|---|
| Methyloranje | 3,1 tot 4,4 | Rood | Geel |
| Methylrood | 4,4 tot 6,2 | Rood | Geel |
| Lakmoes | 4,5 tot 8,3 | Rood | Blauw |
| Broomthymolblauw | 6,0 tot 7,6 | Geel | Blauw |
| Fenolftaleïne | 8,2 tot 10,0 | Kleurloos | Roze |
Het oordeel per indicator komt uit de eindpuntfout: het volume in het midden van het omslaggebied vergeleken met het echte equivalentievolume. Binnen 0,1% is uitstekend, binnen 0,5% is goed. Lakmoes slaat te geleidelijk om voor titraties.
Uitgewerkte voorbeelden
HCl met NaOH
25,00 mL 0,100 M HCl, 0,100 M NaOH. Na 10,00 mL: 2,50 − 1,00 = 1,50 mmol H⁺ in 35,00 mL.
[H⁺] = 0,0429 M, pH 1,37. Bij 25,00 mL pH 7,00. Bij 30,00 mL: 0,500 mmol OH⁻ in 55,00 mL.
pH 1,37, 7,00 en 11,96
Azijnzuur met NaOH
25,00 mL 0,100 M CH₃COOH (pKa 4,76), 0,100 M NaOH.
Begin-pH 2,88. Halve equivalentie 12,50 mL, pH 4,76. Equivalentie 25,00 mL: 0,0500 M acetaat.
Equivalentie-pH 8,73: gebruik fenolftaleïne
Ammoniak met HCl
25,00 mL 0,100 M NH₃ (pKb 4,75), 0,100 M HCl.
Begin-pH 11,12. Halve equivalentie pH 9,25 (pKa van NH₄⁺). Equivalentie: 0,0500 M NH₄⁺.
Equivalentie-pH 5,28: gebruik methylrood
Fosforzuur met NaOH
25,00 mL 0,100 M H₃PO₄, 0,100 M NaOH. Stappen bij 25,00 en 50,00 mL.
pH bij 37,50 mL = pKa₂ = 7,20. De derde stap (pKa₃ 12,38) geeft geen sprong.
Equivalentie-pH 4,70 en 9,67
Natriumcarbonaat met HCl
25,00 mL 0,0500 M Na₂CO₃, 0,100 M HCl.
CO₃²⁻ → HCO₃⁻ bij 12,50 mL, daarna HCO₃⁻ → H₂CO₃ bij 25,00 mL.
pH 8,34 en daarna 3,98: methyloranje voor de tweede
Oxaalzuur met NaOH
25,00 mL 0,100 M H₂C₂O₄ (pKa 1,25 en 4,27), 0,100 M NaOH.
De pKa-waarden liggen te dicht bij elkaar en te laag voor een eerste sprong. Beide protonen worden samen getitreerd.
Eén duidelijk eindpunt bij 50,00 mL, pH 8,40
Veelgemaakte fouten
- Uitgaan van pH 7 bij elk equivalentiepunt. Alleen sterk zuur met sterke base geeft pH 7,00.
- Het totale volume vergeten. Concentraties na mengen gebruiken het volume van de analyt plus het volume van de titrant.
- Henderson-Hasselbalch gebruiken bij 0 mL of bij equivalentie. Dat werkt alleen als zowel HA als A⁻ in bruikbare hoeveelheden aanwezig zijn.
- De indicator kiezen op "pH 7". Kies een indicator waarvan het omslaggebied op het steile deel van je curve valt.
- Elk proton als zichtbare stap tellen. Een proton met pKa boven ongeveer 11, of twee pKa-waarden die minder dan ongeveer 3 eenheden uit elkaar liggen, geeft geen aparte duidelijke sprong.
- mL en L door elkaar halen. Mol = mol/L × volume in L. Met mL rekenen geeft millimol, wat prima is als je consequent blijft.
Zuren, basen en hun geconjugeerden tekenen? Schets structuren en reactieschema's voor je practicumverslag in MolDraw, een gratis online editor voor chemische structuren.
MolDraw-editor openenVeelgestelde vragen
Waarom is de pH bij het equivalentiepunt niet altijd 7?
Bij het equivalentiepunt bevat de kolf het zout van het zuur en de base. Bij een sterk zuur en een sterke base is het zout neutraal, dus pH = 7,00. Een zwak zuur geeft een basische geconjugeerde base (0,050 M acetaat geeft pH 8,73). Een zwakke base geeft een zuur geconjugeerd zuur (0,050 M NH4+ geeft pH 5,28).
Wat is de pH bij het halve-equivalentiepunt?
De helft van het zwakke zuur is omgezet in de geconjugeerde base, dus [HA] = [A−] en pH = pKa. Voor azijnzuur is dat pH 4,76. De exacte waarde wijkt iets af als het zuur vrij sterk of zeer verdund is, wat de simulator laat zien.
Welke indicator gebruik ik voor een titratie van een zwak zuur met een sterke base?
Fenolftaleïne. Het omslaggebied (pH 8,2 tot 10,0) ligt op het steile deel van de curve, vlak bij de equivalentie-pH van ongeveer 8,7. Methyloranje slaat veel te vroeg om en geeft een grote fout.
Hoeveel equivalentiepunten heeft fosforzuur?
Twee duidelijke. Met 0,100 M H3PO4 en 0,100 M NaOH liggen ze rond pH 4,7 en pH 9,7. Het derde proton heeft pKa 12,38, dus het derde equivalentiepunt geeft in water geen zichtbare sprong.
Wat is het verschil tussen het equivalentiepunt en het eindpunt?
Het equivalentiepunt is waar het aantal mol titrant precies overeenkomt met de analyt. Het eindpunt is waar de indicator van kleur verandert. Met een goede indicator ligt het eindpunt binnen een fractie van een procent van het equivalentiepunt.
Hoe bereken ik de pH vóór het equivalentiepunt van een zwak zuur?
Bepaal het aantal mol HA dat over is en het aantal mol A− dat is gevormd, en gebruik dan pH = pKa + log(mol A− / mol HA). Voor 25,00 mL 0,100 M azijnzuur na 20,00 mL 0,100 M NaOH: pH = 4.76 + log(2.00 / 0.50) = 5,36.
Verwante scheikundetools
Wil je de volledige methode met meer voorbeelden? Lees de gids voor titratiecurves. Moleculen schetsen voor een verslag? Teken online chemische structuren met MolDraw.
Laatst bijgewerkt: