การไทเทรตกรด – เบส (Acid-Base Titration) คือ กระบวนการหาปริมาณสารโดยวิธีใช้สารละลายมาตรฐานที่ทราบค่าความเข้มข้นแน่นอนให้ทำปฏิกิริยากับสารตัวอย่าง โดยอาศัยหลักการเกิดปฏิกิริยาระหว่างสารที่บรรจุในบิวเรต เรียกว่า ตัวไทเทรต หรือ ไทแทรนต์ (titrant) กับสารละลายที่อยู่ในขวดรูปชมพู่ เรียกว่า ตัวถูกไทเทรต (analyte)
การไทเทรตกรด – เบส มักใช้เพื่อหาปริมาณกรดหรือเบสในสารตัวอย่าง โดยนำสารละลายกรดหรือเบสมาตรฐานที่มีปริมาตรและค่าความเข้มข้นแน่นอนมาหยดลงในสารละลายกรดหรือเบสตัวอย่างจนทำปฏิกิริยากันหมดสิ้น ปริมาตรของสารละลายมาตรฐานที่ใช้หยดลงในสารละลายตัวอย่าง เรียกว่า ปริมาตรไทเทรต (titration volume)
จุดที่สารละลายกรดและเบสทำปฏิกิริยากันหมดสิ้น เรียกว่า จุดสมมูล (equivalence point) จุดสมมูลสามารถสังเกตได้จากการเปลี่ยนแปลงของสีของสารละลายหรือจากอุปกรณ์วัดค่า pH
อุปกรณ์การไทเทรตกรด – เบส
อุปกรณ์การไทเทรตกรด – เบส ประกอบด้วย
- บิวเรต (buret) : เป็นอุปกรณ์ที่ใช้บรรจุสารละลายมาตรฐาน
- ปิเปต (pipette) : เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ดูดสารละลายตัวอย่าง
- ขวดรูปชมพู่ (Erlenmeyer flask) : เป็นอุปกรณ์ที่ใช้บรรจุสารละลายตัวอย่าง
- กระดาษลิตมัส (litmus paper) : ใช้ตรวจสอบความเป็นกรด-ด่างของสารละลาย
- เครื่องวัด pH : ใช้ตรวจสอบความเป็นกรด-ด่างของสารละลาย
ขั้นตอนการไทเทรตกรด – เบส
- ล้างบิวเรตด้วยน้ำกลั่น 2-3 ครั้ง แล้วเติมสารละลายมาตรฐานลงในบิวเรต
- เติมสารละลายตัวอย่างลงในขวดรูปชมพู่
- หยดสารละลายมาตรฐานลงในสารละลายตัวอย่างทีละหยด โดยใช้ปิเปตหรือใช้อุปกรณ์หยดสารละลาย
- สังเกตการเปลี่ยนแปลงของสีของสารละลายหรือจากอุปกรณ์วัดค่า pH
- เมื่อสารละลายกรดและเบสทำปฏิกิริยากันหมดสิ้น จะเกิดการเปลี่ยนแปลงของสีของสารละลายหรือค่า pH จะคงที่
- จดบันทึกปริมาตรของสารละลายมาตรฐานที่ใช้หยดลงในสารละลายตัวอย่าง
การคำนวณหาปริมาณสาร
เมื่อทราบปริมาตรของสารละลายมาตรฐานที่ใช้หยดลงในสารละลายตัวอย่างแล้ว สามารถใช้สูตรต่อไปนี้เพื่อคำนวณหาปริมาณสารในสารละลายตัวอย่าง
ปริมาณสาร = ปริมาตรของสารละลายมาตรฐาน * ความเข้มข้นของสารละลายมาตรฐาน
ตัวอย่างเช่น สารละลายมาตรฐานกรดไฮโดรคลอริก (HCl) ความเข้มข้น 0.1 M ปริมาตร 25.00 mL ไทเทรตกับสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) พบว่าสารละลาย NaOH ที่ใช้หยดลงในสารละลาย HCl ปริมาตร 25.00 mL
ปริมาณกรดไฮโดรคลอริกในสารละลาย HCl = ปริมาตรของสารละลายมาตรฐาน HCl * ความเข้มข้นของสารละลายมาตรฐาน HCl
= 25.00 mL * 0.1 M
= 2.50 mmol
ดังนั้น สารละลาย HCl ตัวอย่างมีปริมาณกรดไฮโดรคลอริก 2.50 mmol
ข้อดีของการไทเทรตกรด – เบส
การไทเทรตกรด – เบสมีข้อดีดังนี้
- สามารถใช้หาปริมาณสารได้อย่างแม่นยำ
- สามารถใช้หาปริมาณสารได้อย่างรวดเร็ว
- สามารถใช้หาปริมาณสารในสารละลายตัวอย่างที่มีปริมาตรไม่แน่นอน
ข้อจำกัดของการไทเทรตกรด – เบส
การไทเทรตกรด – เบสมีข้อจำกัดดังนี้
- ต้องใช้สารละลายมาตรฐานที่มีค่าความเข้มข้นแน่นอน
- ต้องใช้อุปกรณ์การไทเทรตที่ถูกต้องและแม่นยำ
- ต้องใช้เทคนิคการไทเทรตที่เหมาะสม