Titration

การไทเทรตกรด-เบส

(Acid-Base Titration)

การไทเทรตกรด-เบส 

เป็นกระบวนการวิเคราะห์หาปริมาณ อย่างหนึ่งที่ทราบความเข้มข้นของสารละลายมาตรฐาน ถูกใช้ในการหาความเข้มข้นของสารละลายอีกชนิด หนึ่งโดยให้สารเหล่านั้นทำปฏิกิริยาพอดีกันเช่น การไทเทรตกรด -เบส การไทเทรตรีดอกซ ์

การไทเทรตกรด -เบส (Acid-Base Titration)

เป็นกระบวนการวิเคราะห์หา ปริมาณของกรดหรือเบส โดยให้สารละลายกรดหรือเบส ทำปฏิกิริยาพอดีกับสารละลายมาตรฐานเบสหรือกรด ซึ่ง ทราบความเข้มข้นที่แน่นอน และ ใช้อินดิเคเตอร์เป็นสารที่บอกจุดยุติด้วยการสังเ กตจากสีที่เปลี่ยน ขณะไทเทรต pH จะเปลี่ยนไป ถ้าเลือก ใช้อินดิเคเตอร์เหมาะสมจะบอกจุดยุติใกล้เคียงกับจุดสมมูล

จุดสมมูล (จุดสะเทิน = Equivalence point)

คือจุดที่กรดและเบสทำปฏิกิริยาพอดีกัน จุดสมมูลจะมี pH เป็นอย่าง ไร< wbr>นั้น ขึ้นอยู่กับชนิดของกรดและเบสที่นำมาไทเทรตกัน และ ขึ้น อยู่กับความเข้มข้นของกรดและเบส

จุดยุติ (End point)

คือจุดที่อินดิเคเตอร์เปลี่ยน สี ขณะไทเทรตก รด -เบสอยู่ จุดยุติจะใกล้เคียงกับจุดสมมูลได้นั้น จะต้องเลือกอินดิเคเตอร์เหมาะสม ในทางปฏิบัติถือ ว่าจุดยุติเป็นจุดเดียวกับจุดสมมูล

กราฟการไทเทรตของกรด - เบส

การหาความเข้มข้นของกรดไฮโดรคลอริก โดยการไทเทรตชัน

a) ตวงปริมาตรของสารละลายกรด ด้วยปิเปดต์ใส่ขวดชมพู่
b) ไทเทรตสารละลายมาตรฐานจากบิวเรตต์ลงในขวดชมพู่ที่มีสารละลายกรดไฮโดรคลอริกอยู่ด้วย
c) การไทเทรตกรด -เบส จนถึงจุดยุติ โดยสังเกตจากอินดิเคเตอร์เปลี่ยนสี
d) อ่านปริมาตรของสารละลายเบส (สารละลายมาตรฐาน) ที่ใช้ในการทำปฏิกิริยาพอดีกับสารละลายกรดนี้ บันทึกข้อมูล

ตาราง 1 แสดงการไทเทรต กรด -เบส คู่ต่าง ๆ และการเลือกอินดิเคเตอร์ในการไทเทรตชัน

 

ชนิดของกรด -เบส ที่ ไทเทรตชัน	ช่วง pH ที่เปลี่ยนมากเมื่อ ก่อน -หลัง จุดสมมูลเล็กน้อย	pH ที่จุดสมมูล	อินดิเคเตอร์ที่ เลือกใช้ไทเทรต
กรดแก่ กับ เบสแก่	3 -11	เท่ากับ 7	ฟีนอลฟ์ธาลีน (pH = 8.3-10.0) เมทิลออเรนจ์ (pH = 3.0-4.4)
กรดแก่ กับ เบสอ่อน	3 - 7่	น้อย กว่า 7่	เมทิลออเรนจ์ (pH = 3.0-4.4) โบรโมฟีนอ ลบลู (pH = 3.0-4.6)
กรดอ่อน กับ เบสแก่	7 - 11	มาก กว่า 7	ฟีนอลฟ์ธาลีน (pH = 8.3-10.0)
กรดอ่อน กับ เบสอ่อน	บอกไม่ได้ว่าอยู่ช่วงใด ขึ้นอยู่กับค่า Ka ของ กรดอ่อน และ Kb ของเบสอ่อน ที่ไทเทรต	บอกไม่ได้ ขึ้นอยู่กับค่า Ka ของ กรดอ่อน และ Kb ของเบสอ่อน	เลือกยาก และ ในการไทเทรตกรด -เบส ไม่ ควรไทเทรตกรดอ่อนกับเบสอ่อน

			หมายเหตุ การเลือกอินดิเคเตอร์ในการไทเทรตกรด -เบส ให้เลือกอินดิเคเตอร์ชนิดที่มีช่วง pH ของการเปลี่ยนสีตรง หรือ ใกล้เคียงกับ pH ของ เกลือ (ละลายน้ำ) ที่เกิดไทเทรตกรด -เบสคู่นั้น

ตัวอย่าง กราฟไทเทรตกรด -เบส 

รูป ที่ 1 กราฟไทเทรตของการไทเทรตกรดอ่อนด้วยเบสแก่ กราฟแสดงการไทเทรตกรดฟรอมมิ ก 0.5 mol/dm3 25 cm3 ด้วย เบสโซเดียมไฮดรอก ไซด์ 0.5 mol/dm3 ด้วยปริมาตรต่าง ๆ กัน โดยใช้ค่า pH ที่เปลี่ยนไปมาเขียนกราฟ
รูป ที่ 2 กราฟไทเทรตของการไทเทรตเบสอ่อนด้วยกรดแก่ กราฟแสดงการไทเทรตเบสแอมโมเนีย 0.2 mol/dm3 20 cm3 ด้วยกรดไนตริก 0.4 mol/dm3 ปริมาตรต่าง ๆ กัน โดยใช้ค่า pH ที่เปลี่ยนไปมาเขียนกราฟกับปริมาตรของกรดไนตริกที่ใช้
รูป ที่ 3 กราฟสำหรับกรดที่มีความแรงต่าง ๆ กัน (pKa ต่าง ๆ กัน) แสดงการไทเทรตกรดด้วยเบส โดยกรดแก่กว่าจะมีช่วง pH เปลี่ยนไปกว้างกว่า (เช่น กรด ที่ pKa ต่ำ ๆ) และกรดอ่อนกว่า ก็จะมีช่วง pH เปลี่ยนแปลงไปแคบกว่า
รูป ที่ 4 กราฟไทเทรตสำหรับเบสที่มีความแรงต่าง ๆ กัน (pKb ต่าง ๆ กัน) แสดงการไทเทรตเบสด้วยกรด โดยเบสแก่กว่าจะมีช่วง pH เปลี่ยนแปลง ไปกว้างกว่า (เช่น เบสที่มีค่า pKb = 11) และเบสอ่อนกว่าก็จะมีช่วง pH เปลี่ยนแปลงไปแคบกว่า กราฟไทเทรตกรด -เบส (Titration curve) คือ กราฟที่เขียนขึ้นระหว่างค่า pH ที่เปลี่ยนแปลงไปขณะไทเทรตกับปริมาตรของกรดหรือเบสที่ใช้ในการไทเทรต ลักษณะของกราฟเป็นรูปตัวเอส ( s )จุดสมมูลอยู่บนเส้นกราฟตรงส่วนที่มีความชันมาก จากกราฟจะพบว่าก่อนและหลังถึงจุดสมมูลเล้กน้อย จะมี pH เปลี่ยนแปลงมาก


ประโยชน์ที่ได้จากกราฟไทเทรตกรด -เบส

1. สามารถหาจุดสมมูลของการไทเทรตกรด -เบส ได้

2. สามารถใช้เลือกอินดิเคเตอร์ที่เหมาะสมในการไทเทรต เพื่อบอกจุดยุติได้ตรงกับจุดสมมูล หรือ ใกล้เคียงกับจุดสมมูลได้ 

เทคนิคการไทเทรต กรด-เบส

ปัจจุบันเทคโนโลยีทันสมัย การไทเทรต กรด -เบส ใช้เครื่องมือทันสมัย โดยต่อเครื่องพีเอสมิเตอร์เข้ากับเครื่องบันทึกข้อมูลแล้วใช้เครื่องพีเอส มิเตอร์ อ่านค่า pH ขณะไทเทรต กรด -เบส

วิธีการไทเทรต กรด -เบส ด้วยเครื่องมือทันสมัยจะจัดอุปกรณ์การไทเทรต ดังนี้ 

ตวงสารละลายกรดหรือเบส ที่ทราบปริมาตรลงในบีกเกอร์ และใส่สารละลายมาตรฐานเบสหรือกรด ในบิวเรตต์ จุ่มขั้วอิเล็กโตรดจากเครื่อง พีเอสมิเตอร ์ลงในบีกเกอร์แล้วต่อขั้วอิเล็กโตรดเข้ากับเครื่องพีเอสมิเตอร ์และต่อเครื่องพีเอสมิเตอร์เข้ากับเครื่องบันทึกข้อมูล จากนั้นก็หยดสารละ ลายมาตรฐาน จากบิวเรตต์ลงไปในไทเทรตกับสารละลายกรด หรือเบสในบีกเกอร์ เครื่องบันทึกข้อมูล โดยผ่านเครื่องพีเอสมิเตอร์ จะบันทึกค่า pH ที่ เปลี่ยนแปลงไปกับปริมาตรของสารละลายมาตรฐาน จากบิวเรตต์ที่เติมลงไปในบีกเกอร์นั้น บันทึกโดยเขียนออกมาในรูปกราฟไทเทรต กรด -เบส

เครื่องบันทึกข้อมูลค่า pH ที่เปลี่ยนแปลงไปของสารละลาย ขณะไทเทรตกับปริมาตรของสารละลายกรด หรือ เบส ที่เติมลงไปไท เทรต

การจัดอุปกรณ์ การไทเทรตกรด-เบส

จัดทำโดย

นายกิตตินพ กิติโรจน์รุจิ              ม.6/1  เลขที่ 1

นางสาวนันทิกานต์ อุดมชัยพร      ม.6/1  เลขที่ 39

นาวสาววิธูมาส แสนชื่นสกุล         ม.6/1  เลขที่ 47