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Les chimistes enregistrent généralement les résultats d'un titrage acide sur un graphique avec le pH sur l'axe vertical et le volume de la base qu'ils ajoutent sur l'axe horizontal. Cela produit une courbe qui monte doucement jusqu'à ce que, à un moment donné, elle commence à monter rapidement. Ce point - appelé point d'équivalence - survient lorsque l'acide a été neutralisé. Le point de demi-équivalence est à mi-chemin entre le point d'équivalence et l'origine. C'est le point auquel le pH de la solution est égal à la constante de dissociation (pKa) de l'acide.
Localisation du demi-point d'équivalence
Dans une expérience de titrage typique, le chercheur ajoute une base à une solution acide tout en mesurant le pH de plusieurs façons. Une méthode courante consiste à utiliser un indicateur, tel que le tournesol, qui change de couleur à mesure que le pH change. D'autres méthodes incluent l'utilisation de la spectroscopie, d'un potentiomètre ou d'un pH-mètre.
Au fur et à mesure que la concentration de base augmente, le pH augmente généralement lentement jusqu'à équivalence, une fois l'acide neutralisé. À ce stade, l'ajout de plus de base entraîne une augmentation rapide du pH. Une fois l'équivalence atteinte, la pente diminue considérablement et le pH augmente lentement à chaque addition de la base. Le point d'inflexion, qui est le point auquel la courbe inférieure devient la courbe supérieure, constitue le point d'équivalence.
Après avoir déterminé le point d’équivalence, il est facile de trouver le point de demi-équivalence, car c’est exactement à mi-chemin entre le point d’équivalence et l’origine sur l’axe des x.
Signification du point de demi-équivalence
L'équation de Henderson-Hasselbalch donne la relation entre le pH d'une solution acide et la constante de dissociation de l'acide: pH = pKa + log (/), où est la concentration de l'acide initial et sa base conjuguée. Au point d’équivalence, on a ajouté suffisamment de base pour neutraliser complètement l’acide, de sorte que, au demi-point d’équivalence, les concentrations d’acide et de base sont égales. Par conséquent, log (/) = log 1 = 0 et pH = pKa.
En traçant une ligne verticale de la valeur de volume de demi-équivalence vers le graphique, puis une ligne horizontale vers l'axe des ordonnées, il est possible de déduire directement la constante de dissociation de l'acide.