ÀKÓÓNÚ

Orúkọ Mọ́dúlù

Taítiréṣan Àsìdì–Bẹ́èsì (Acid–Base Titration)

Kíláàsì

SS2

ÀFOJÚSÙN (OBJECTIVES)

Lẹ́yìn tí àwọn akẹ́kọ̀ọ́ bá ti kà ẹ̀ka yìí, wọ́n gbọ́dọ̀ lè:

1.     Darúkọ àwọn ọ̀rọ̀ tí a máa ń lò nínú Taítiréṣan àsìdì–bẹ́èsì (acid–base titration).

2.     Ṣàlàyé ìpò pH (pH scale).

3.     Ṣàlàyé bá a ṣe máa yan àmì àfihàn (indicator) tó báamu pẹ̀lú irú ìfèsí (reaction).

4.     Ṣe Taítiréṣan àsìdì–bẹ́èsì pẹ̀lú àmì àfihàn tó yẹ.

5.     Ṣàpèjúwe oríṣìíríṣìí ìfèsí àsìdì–bẹ́èsì.

6.     Sọ àwọn onírúurú oníyípadà (variables) tó wà nínú Taítiréṣan àsìdì–bẹ́èsì.

ÌFÍHÀN (INTRODUCTION)

Ìfèsí àsìdì–bẹ́èsì ni apá tó gbajúmọ̀ jùlọ nínú ìtúpalẹ̀ fọ́lúmẹ́tríkì (volumetric analysis). A máa ń pinnu iye àsìdì tó wà nínú ojútùú kan nípasẹ̀ Taítiréṣan pẹ̀lú ojútùú bẹ́èsì tó yẹ, nígbàtí a bá fẹ́ mọ iye àsìdì. Ní idákẹ́jì, a tún máa lo ojútùú àsìdì tó yẹ láti mọ iye bẹ́èsì tó wà nínú ojútùú míì.

Taítiréṣan àsìdì–bẹ́èsì (Acid–Base Titration) jẹ́ ọ̀nà ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì tí a fi ń pinnu iye àsìdì tí ó tó láti tóògùn pátápátá (neutralize completely) iye bẹ́èsì tí a mọ́ dájú, tàbí ìdákẹ́ji rẹ̀.

Nínú Taítiréṣan, ojútùú àfíwẹ́sí (standard solution) ni a máa ń da sẹ́yìn–sẹ́yìn láti inú burette, sínú ojútùú míì tó wà nínú fílásì koníkà (conical flask) tí ó ní iye tàbí ìwuwo ohun tí a tú (solute) tó mọ́ dájú títí tí ìfèsí kémíkà láàárín ojútùú méjèèjì yóò fi parí pátápátá.

TAÍTIRÉṢAN ÀSÌDÌ–BẸ́ÈSÌ (ACID–BASE TITRATION)

Ìfèsí àsìdì–bẹ́èsì ni apá tó gbajúmọ̀ jùlọ nínú ìtúpalẹ̀ fọ́lúmẹ́tríkì(volumetric analysis).

A máa ń pinnu rẹ̀ nípasẹ̀ Taítiréṣan (titration) pẹ̀lú ojútùú bẹ́èsì tó yẹ, nígbàtí a bá fẹ́ mọ iye àsìdì. Ní idakeji, a máa lo ojútùú àsìdì tó yẹ láti pinnu iye bẹ́èsì tí a ní.

Taítiréṣan àsìdì–bẹ́èsì jẹ́ ọ̀nà àmọ̀ràn tí a fi ń mọ iye àsìdì tí ó tó láti tóògùn (neutralize) iye bẹ́èsì kan pátápátá — tàbí ìdíkejì rẹ̀.

Ní ìlànà Taítiréṣan, a máa da ojútùú àfíwẹ́sí (standard solution) sẹ́yìn–sẹ́yìn láti inú burette, sínú ojútùú míì tí a ti fi sínú fílásì koníkà (conical flask), tó ní iye tí a mọ́ dájú — bóyá ìwọn ojútùú tàbí ìwuwo ohun tí a tú (solute). Taítiréṣan yìí máa ń tẹ̀síwájú títí di àkókò tí ìfèsí kémíkà láàárín ojútùú méjèèjì bá parí pátápátá.

ÌTÚMỌ̀ ÀWỌN ÒRÒ TÍ À MÁA Ń LÒ NÍGBÀ TAÍTIRÉṢAN ÀSÌDÌ–BẸ́ÈSÌ (TERMS USED IN ACID–BASE TITRATION)

1. ÀSÌÌDÌ (ACID): Àsìdì jẹ́ ohun èlò tí nígbà tí a bá tú ú sínú omi, ń dá Hidirojin àyọ́ònú (H⁺) sílẹ̀ gẹ́gẹ́ bí àyọ́ònú rere (positive ion) tó kàn ṣoṣo. Ilànà yìí ni a ń pè ní AYỌ́ỌNAÍSÉṢỌ̀N (IONIZATION).

a. ÀSÌDÌ TÓ LAGBARA ÀTI ALÁÌLAGBARA (STRONG ACID)

i. ÀSÌDÌ TÓ LAGBARA: Wọ́n máa ń àyọ́nísẹ̀ pátápátá nínú ojútùú, tí wọ́n sì máa ń dá Ìṣàrò gíga ti Hidirojin àyọ́ònú (H⁺) sílẹ̀.
Àpẹẹrẹ:

·        Hydrogen Chloride Acid: HCl(aq) → H⁺(aq) + Cl⁻(aq)

·        Trioxonitrate (V) Acid: HNO₃(aq) → H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)

ii. ÀSÌDÌ ALÁÌLAGBARA (WEAK ACID): Àsìdì tí kò àyọ́nísẹ̀ pátápátá nínú ojútùú, tí wọ́n sì máa ń dá Ìṣàrò kékeré ti Hidirojin àyọ́ònú (H⁺) sílẹ̀.

Àpẹẹrẹ:

·        Trioxocarbonate (IV) Acid: H₂CO₃(aq) ⇌ 2H⁺(aq) + CO₃²⁻(aq)

·        Tetraoxophosphate (V) Acid: H₃PO₄(aq) ⇌ 3H⁺(aq) + PO₄³⁻(aq)

·        Ethanoic Acid: CH₃COOH(aq) ⇌ H⁺(aq) + CH₃COO⁻(aq)

2. BẸ́ÈSÌ (BASE): Bẹ́èsì jẹ́ irin oxide tàbí hydroxide (metallic oxide or hydroxide). Bí bẹ́èsì bá tú sínú omi, a máa ń  pè ní àlkálì (alkali).

Àpẹẹrẹ:

·        Na₂O(s) + H₂O(l) → 2NaOH(aq)

·        K₂O(l) + H₂O(l) → 2KOH(aq)

ÀLKÁLÌ TÓ LAGBARA  ÀTI ALÁÌLAGBARA ALKALIS (STRONG  WEAK ALKALIS)

i.ÀLKÁLÌ TÓ LAGBARA: Wọ́n máa ń àyọ́nísẹ̀ pátápátá nínú ojútùú, tí wọ́n sì máa ń dá Ìṣàrò kékeré ó di àyọ́ònú hydroxide (OH⁻) sílẹ̀.

Àpẹẹrẹ:

Sodium Hydroxide: NaOH(aq) → Na⁺(aq) + OH⁻(aq)

Potassium Hydroxide: KOH(aq) → K⁺(aq) + OH⁻(aq)

ii. ÀLKÁLÌ ALÁÌLAGBARA (WEAK ALKALIS): Wọ́n máa ń àyọ́nísẹ̀ díẹ̀ tàbí pátápátá nínú ojútùú, tí wọ́n sì máa ń dá Ìṣàrò kékeré ó di àyọ́ònú hydroxide (OH⁻) sílẹ̀.

Àpẹẹrẹ:

Calcium Hydroxide: Ca(OH)₂(aq) ⇌ Ca²⁺(aq) + 2OH⁻(aq)

3. ÌTÓÒGÙN (NEUTRALIZATION): Jé ìlànà kan níbi tí àsìdì àti àlkálì tàbí bẹ́èsì ṣe fèsì pẹ̀lú ara wọn títí tí wọ́n fi dá ìyọ̀ (salt) àti omi (water) nìkan sílẹ̀.

Àpẹẹrẹ:
H⁺Cl⁻(aq)    +   Na⁺OH⁻(aq)   →    Na⁺Cl⁻(aq) +   H₂O(l)

ÌWỌ̀N pH OJÚTÙÚ

Ìye pH tí ojútùú kan ní jẹ́ ìwọ̀n Ìṣàrò àyọ́ònú Hidirojini [H⁺] tó wà nínú rẹ̀. A máa ń ṣe ìwọ̀n rẹ̀ pẹ̀lú irinṣẹ́ kan tí a ń pè ní pH meter, tó ní àwọ̀n àmì ìwọ̀n (scale) tó bẹ̀rẹ̀ láti 0 títí dé 14.

·        Bí ojútùú bá ní ìwọ̀n pH = 7, a máa ń pè é ní àárín (neutral).

·        Bí ìwọ̀n pH bá kéré ju 7, ojútùú náà jẹ́ àsìdì (acidic).

·        Bí ìwọ̀n pH bá ga ju 7 lọ, ojútùú náà jẹ́ àlkálìnì (alkaline).

Àpẹẹrẹ:
Omi mímu tí a ti fọ (distilled water) ní ìwọ̀n pH 7, èyí túmọ̀ sí pé omi náà jẹ́ àárín, kò sí àsìdì tàbí àlkálì nínú rẹ̀.

ÀWỌ̀N ÀMÌ ÀFIHÀN ÀSÌDÌ–BẸ́ÈSÌ TÓ WỌ́PỌ̀, ÀWỌ̀ WÓN YÍ PADÀ, ÀTI ÌPÒ pH

ÀMÌ ÀFIHÀN (INDICATOR)

Àmì àfihàn jẹ́ àpapọ̀ oníròkò (organic compound) tí ó máa ń yí àwọ̀ padà ní ojútùú àsìdì tàbí àlkálì. Ó máa ń àyọ́nísẹ̀ díẹ̀ (partially dissociate) nínú ojútùú láti dá àyọ́ònú(ions) àti mólekùlù tí kò àyọ́nísẹ̀ (undissociated molecules) sílẹ̀.

Àwọn oríṣìí méjì àmì àfihàn:

1.     Àwọn àmì àfihàn àsìdì–bẹ́èsì tó wọ́pọ̀ (Common Acid–Base Indicators): Wọ́n máa ń tọ́ka bóyá ojútùú jẹ́ àsìdì tàbí àlkálì. Àpẹẹrẹ: Litmus, MethylOrange, Phenolphthalein

2.     Àmì àfihàn Gbogbogbo (Universal Indicator): Ọ̀nà yìí jẹ́ àpọ̀ ojútùú àmì àfihàn oníròkò tí ń tọ́ka iye pH nípasẹ̀ àwọ̀ tó yí padà gẹ́gẹ́ bí Ìṣàrò H⁺ ṣe yípadà. Àmì àfihàn gbogbogbo dára ju àmì àfihàn àsìdì–bẹ́èsì lọ, nítorí pé kò kan tọ́ka bóyá ojútùú jẹ́ àsìdì tàbí àlkálì, ṣùgbọ́n ó tún fi hàn agbára tàbí Ìṣàrò ojútùú àsìdì tàbí àlkálì.

Àkókò tí ìwọn ohun èlò méjèèjì bá ti dọ́gba gẹ́gẹ́ bí ìṣirò kemika (stoichiometrically equivalent quantities) ni a ń pè ní equivalence point nínú Taítiréṣan. Láti mọ àkókò tí equivalence point ti dé, a máa lo àmì àfihàn (indicator). Nínú Taítiréṣan àsìdì–bẹ́èsì, a máa lo àwọn àmì àfihàn bíi Mẹ́tílì Ọránjí, fẹnọ́lfthàlìn, àti Bromothymol Búlùù, tí wọ́n jẹ́ àwọ̀ oníròkò (organic dyes) tí ń yí àwọ̀ padà gẹ́gẹ́ bí Ìṣàrò àyọ́ònú Hidirojini (H⁺) tó wà nínú ojútùú tàbí omi tí wọ́n ti fi kun tàbí tí wọ́n wà nínú rẹ̀.

ÀWỌ̀N ORÍṢÌÍRÍṢÌÍ TAÍTIRÉṢANÀSÌDÌ–BẸ́ÈSÌ ATI YÍYAN ÀMÌ ÀFIHÀN

Yíyan àmì àfihàn tó yẹ jẹ́ kókó fún Taítiréṣan tó péye, torí pé ó tọ́ka òpin gangan gẹ́gẹ́ bí agbára àsìdì àti bẹ́èsì ṣe rí.

Lílò Àfihàn ni àìtọ́

Ipeye Taítiréṣan àsìdì–bẹ́èsì (accuracy of titration) da lori yíyan àmì àfihàn tó tọ́. Ìṣòro yíyan àmì àfihàn tí kò tọ́: Yó fa àbájáde tó ṣìṣe aṣiṣe.

Àpẹẹrẹ: Nínú taítiréṣan ojútùú àsìdì tó lagbara (HCl) pẹ̀lú ojútùú àlkálì aláìlagbara (Na₂CO₃), a gbọdọ̀ lo Mẹ́tílì Ọránjí. Bí a bá lo Fẹnọ́lfthàlìn, òpin yóò hàn nígbà tí ààbọ̀ àlkálì Na₂CO₃ kan ti fèsì, tí kò tíì péye.

a. HCl + Na₂CO₃ → NaHCO₃ + NaCl
b. H₂SO₄ + Na₂CO₃ → NaHCO₃ + NaHSO₄

Ìtúpalẹ̀ ìṣẹ̀lẹ̀:

·        Fẹnọ́lfthàlìn ní ifámọ si àsìdì aláìlagbara bí NaHCO₃.

·        Nígbà tí a bá fi Methyl Orange kun, àwọ̀ ojútùú jẹ́ Yẹ́lo.

·        Bí a ṣe ń fi HCl kun láti burette, neutralization ń ṣẹlẹ̀.

·        Àwọ̀ ojútùú yóò ṣì jẹ́ awọ ọsan títí tí ààlà ó fí dọ́gba.

·        Ìdí ni pé àkókò tí ojútùú náà kò ní àlkálì tí yóò fèsì mọ́, àmì àfihàn yóò rí i pé ó wà nínú ojútùú àsìdì tuntun, tí ó sì yí àwọ̀ padà sí pínk (pink), tó fi hàn end-point.

ÀWỌ̀N ÀYÍPẸ̀ PÀTÀKÌ NÍ TAÍTIRÉṢAN ÀSÌDÌ–BẸ́ÈSÌ (RELEVANT VARIABLES IN ACID–BASE TITRATION)

Ìpinnu

Ẹ̀kọ́ Ìdánwò

Ní taítiréṣan àsìdì–bẹ́èsì, àwọn àyípẹ̀ pàtàkì ni:

Ìwọn Ca àti Cb lápá kàn àti Va àti Vb lápá kejì gbọ́dọ̀ Tóò àti dájú.

Ìwọn ìdápọ̀ ojútùú gbọdọ̀ jẹ́ bá a ṣe ń ṣe ìfèsí:

n_A and n_B.

Nínú taítiréṣan tí a ṣe láti ṣe àyẹ̀wò ojútùú, ìmọ̀ ìfèsí kemika yóò jẹ́ kí nA/nB jẹ́ mímọ. Ìṣàrò ojútùú kan náà jẹ́ mimọ. Ìwọn Va àti Vb ni a máa kà nígbà titration. Nípasẹ̀ fífi gbogbo àyípẹ̀ tó mọ́ sí fọ́ọ́mùlà titration, a lè ṣàṣeyọrí ìṣiro Ìṣàrò ojútùú tí kò mọ́.

Ní ẹ̀ka yìí, àwọn akẹ́kọ̀ọ́ ti kó ẹ̀kọ́ taitiresan asiidi ati beesi, iwon pH, ami ìfihàn tó yè  ati awon ferebu taitiresan asiidi ati beesi

1. Ìtúmọ̀ taítiréṣan àsìdì–bẹ́èsì
2. Àwọn ọ̀rọ̀ pàtàkì tí a máa ń lo nínú taítiréṣan
3. Ìtúmọ̀ pH scale
4. Àwọn oríṣìíríṣìí àmì àfihàn àti bí a ṣe máa yàn àmì àfihàn gẹ́gẹ́ bí iru ìfèsí.