Care este punctul de echivalență?

Punctul de echivalență este punctul dintr-o titrare chimică – adică un proces de determinare a concentrației unei substanțe dizolvate printr-o reacție indusă – la care cantitatea de substanță care este titrată este suficient de mare pentru a reacționa complet cu proba. Este uneori denumit și punctul stoichiometric. Punctul de echivalență poate fi determinat în mai multe moduri folosind semne precum indicatori de pH, schimbarea culorii, conductivitate sau precipitații. Concentrația unui reactant dat poate fi dedusă prin titrarea unei substanțe cunoscute în proba de reactant și găsirea punctului de echivalență al reacției.

În configurația de titrare, o bucată lungă, cilindrică de sticlă, cunoscută sub numele de biuretă, este umplută până la un semn calibrat cu un anumit volum de titrant sau soluție care urmează să fie titrată. Un volum specific de analit sau soluție în care va picura titrantul este stabilit mai jos. Concentrația titrantului este cunoscută, în timp ce concentrația analitului este necunoscută. Treptat, biureta este golită în soluția de analit până când apare schimbarea așteptată a analitului, semnalând punctul de echivalență. La punctul de echivalență, cantitatea de titrant adăugată a reacționat complet cu reactantul din analit, iar concentrația soluției de analit poate fi determinată acum.

În titrarile acido-bazice, în care un acid este titrat într-o bază sau invers, un compus indicator de pH este adesea adăugat la soluția de analit, astfel încât punctul de echivalență să poată fi determinat vizual. Fenolftaleina este un indicator de pH utilizat în mod obișnuit, care este incolor la niveluri scăzute de pH, dar devine roz strălucitor la pH ridicat. Punctul de echivalență într-o titrare acido-bazică care implică fenolftaleină ar fi semnalat printr-o schimbare rapidă a culorii în roz. Diferiți indicatori de pH sunt utilizați pentru a indica modificările în diferite intervale de pH, după cum este necesar.

Uneori, culoarea analitului se va schimba în timpul titrarii fără utilizarea unui indicator. Punctele de echivalență ale reacțiilor de oxidare-reducere (redox) pot fi determinate în acest fel, deoarece stările de oxidare ale produsului și ale reactantului produc culori diferite. De asemenea, este posibil ca reacția de titrare să determine formarea unui precipitat sau solid. Prin urmare, precipitația poate fi utilizată ca un indicator al punctului de echivalență, deși punctul exact al precipitațiilor poate fi dificil de determinat.

Alte metode care pot fi utilizate pentru a determina punctul de echivalență includ măsurarea conductivității soluției, măsurarea directă a pH-ului printr-un pH-metru și măsurarea vitezei de schimbare a temperaturii. Acest ultim proces este cunoscut sub numele de titrimetrie termometrică. Titrimetria termometrică folosește faptul că reacția chimică dintre titrant și analit va fi fie exotermă – eliberând căldură – fie endotermă – absorbind căldură. În funcție de natura reacției, temperatura fie va crește, fie va scădea. Viteza de vârf a schimbării temperaturii în reacție este punctul de echivalență.