強酸和弱酸被強鹼滴定的另外一個明顯差異在當量點。

化學原理啟迪196

17.     所以當量點的一半的Ka方程式是

甲、Ka＝[H⁺][ C2H3O2^－]／[HC2H3O2]＝[H⁺][ C2H3O2^－] ₀／[HC2H3O2]₀＝[H⁺]

乙、  注：在當量點一半的位置，[ C2H3O2^－] ₀＝[HC2H3O2]₀

18.     因此滴定到當量點一半的位置

甲、[H⁺]＝Ka 並且pH＝pKa

19.     增加0.10M 的NaOH 40.0mL。按照之前的程序走，我們得到pH值是5.35。

20.     增加0.10M 的NaOH 50.0mL。這是滴定的當量點；我們增添了5.0mmol的OH^－。這些剛好可以跟溶液裡原本就存在的5.0mmol的HC2H3O2反應。到這一步，溶液含有的主要物質是：

甲、Na⁺,  C2H3O2^－,   和H2O

21.     特別留意，這個溶液內的C2H3O2^－是共軛鹼，而鹼會與質子H⁺結合，現在這個溶液中唯一的質子來源是水，因此平衡反應變成：

甲、C2H3O2^－(aq) + H2O(l) ←→ HC2H3O2(aq ) + OH^－(aq)

22.     這是一個弱鹼反應，它的Kb是

甲、Kb＝[HC2H3O2][ OH^－]／[C2H3O2^－]

                                     ^i.                    ＝Kw／Ka＝1.0×10^－14／1.8×10^－5

                     ii.              ＝5.6×10^－10

23.     它的平衡濃度是 

24.     因此

甲、5.6×10^－10＝Kb＝[HC2H3O2][ OH^－]／[C2H3O2^－]

乙、=(x)(x) ／﹛0.050－x﹜= x²／0.050

25.     近似值是可信的（誤差範圍在）5%以內，因此

甲、[OH^－]＝5.3×10^－6M

乙、並且 [H⁺][ OH^－]＝Kw＝1.0×10^－14

丙、[H⁺]＝1.9×10^－9 M 並且pH＝8.72

26.     在這裡我們得到另一個重要的結論：弱酸被強鹼滴定的滴定反應的當量點，它的pH值通常比7更大。會產生這樣的結果是因為溶液進入當量點時殘留的酸的陰離子是一種鹼。相反地，如果是強酸被強鹼滴定，當量點的pH值是7，因為剩下的陰離子不是鹼。

27.     增加0.10M 的NaOH 60.0mL。這個份量將使得溶液中含有過量的OH^－：

28.     反應過後，溶液內的主要物質是：

甲、Na⁺,  C2H3O2^－,  OH^－, 和H2O

29.     溶液中有二種鹼，OH^－和C2H3O2^－。然而，C2H3O2^－與OH^－相比是弱鹼。因此C2H3O2^－和H2O反應產生OH^－的份量，將會少於溶液中已經有的過量的OH^－。

30.     你可以從前一段的計算看出這一點，C2H3O2^－只有製造出5.3×10^－6的OH^－，在這裡C2H3O2^－只會製造出更少的OH^－，因為過量的OH^－將會推使Kb的平衡位置往左。

31.     因此這個溶液的pH值取決於過量的OH^－：

甲、[OH^－]＝過量的OH^－mmol／體積(mL)

                       i.              ＝1.0mmol／(50.0+60.0)mL

                     ii.              ＝9.1×10^－3M

乙、[H⁺]＝1.0×10^－14／9.1×10^－3＝1.1×10^－12M, pH＝11.96

32.     增加0.100M 的NaOH 75.0mL(全部)。計算過程類似之前的滴定點。pH值是12.30。

33.     滴定曲線圖如下：

34.     特別留意，這次弱酸被強鹼滴定的曲線，與上次強酸被強鹼滴定的曲線有什麼不同：

35.     舉例來說，它們在當量點之前的曲線圖形十分不同，（但是當量點之後就十分類似，因為滴定到當量點之後都是由OH^－來控制）。弱酸一開始被滴定的時候，pH值增加得比強酸快，接近當量點一半的位置時，增加速度變慢，然後又加快，減慢的原因是因為緩衝效應。

36.     強酸和弱酸被強鹼滴定的另外一個明顯差異在當量點。強酸被滴定的當量點，pH值是7。弱酸被滴定的當量點，pH值大於7，因為弱酸的共軛鹼具有鹼性。

37.     酸鹼滴定的當量點是依據化學計量來定義，不是依據pH值。當足夠的滴定溶液增加到被滴定的酸或鹼時，使被滴定的酸或鹼完全反應掉，這個滴定溶液的份量就是「當量點」。

n         翻譯編寫Steven S. Zumdahl《Chemical Principles》