主な相違点 – 等価点 vs 終点
滴定法は、混合溶液中の成分を特定し、定量化するためによく使用されます。
滴定の中には、化学反応の終了を示すのに便利な指示薬とともに行われるものもあります。
この指示薬は、系の色を変化させることによって与えられます。
しかし、一部の反応物は、それ自体が指示薬として作用します。
したがって、指示薬はすべての系で使用されるわけではありません。
滴定の結果は、人によって滴定の終点を特定するポイントが異なるため、主に滴定を行う人に依存します。
しかし、終点は実際に反応が終了する点ではありません。
反応の終点は、当量点によって与えられます。
終点は等価点に到達したことを示します。
等価点と終点の大きな違いは、等価点が実際に化学反応が終了する点であるのに対し、終点は系内で色の変化が起こる点であることです。
等価点とは
等価点とは、滴定混合における化学反応が終了する実際の点のことです。
滴定は、液体中のある物質の濃度を測定するためによく行われます。
物質がわかっていれば、その物質と反応できる濃度既知の滴定液(液体混合物中の成分の濃度を決めるための溶液)を使用することができます。
この滴定液は正確なモル濃度がわかっているので、標準液と呼ばれます。
例えば、NaOHとHClの反応を考えてみましょう。
これは酸塩基反応です。
濃度の滴定剤には、NaOHとHClのどちらを使ってもよい。
滴定剤をビュレットに入れ、反応混合物に色の変化が起こるまで、滴定剤/分析物をゆっくりと加えていきます。
NaOHやHClは自己指示薬ではないので、指示薬を使用する必要があります。
色の変化が生じた時点を滴定の終点とします。
しかし、それは反応の当量点ではありません。
ここで、当量点とは、すべてのHCl分子がNaOHと反応した点(またはすべてのNaOH分子がHClと反応した点)です。
ここで、滴定液のモル数は、未知分析物のモル数と等しくなるようにする必要があります。
図1:酸と塩基の滴定における滴定曲線
等価点の求め方
- 自己指示薬の色変化 – 自己指示薬を反応物とする反応では、指示薬を使用しないので、色の変化が滴定の等価点を示します。
- 終点 – 等価点がほぼ等しいため、終点と見なすこともあります。
- コンダクタンス – コンダクタンスもまた、滴定の当量点を決定するために使用することができます。ここでは、滴定の間中コンダクタンスを測定し、コンダクタンスの急激な変化が起こるところを等価点とする。これは少し難しい方法です。
- 分光法 – この方法は、カラフルな反応混合物に使用することができます。試料に吸収される波長の急激な変化により判定する。
エンドポイントとは
滴定の終点は、色の変化が起こる点です。
通常、酸や塩基は無色の溶液です。
そこで、酸と塩基の中和反応の終点を知るために、pHの変化で反応混合物の色が変化する指示薬が使われる。
例えば、フェノールフタレインは酸塩基反応によく使われる指示薬です。
この指示薬は8.3(無色)と10.0(ピンク)で色の変化が与えられます。
しかし、この指示薬は低いpH値で起こる反応には適しません。
従って、指示薬は適宜選択する必要がある。
図2:pH値の違いによるフェノールフタレインの色の違い
終点は、未知物質の全量を滴定液と完全に反応させた点ではありません。
自己指示薬が関与する反応では、未知物質の全量を滴定液と反応させたときが終点となります。
従って、ここでの終点は等価点に等しい。
例えば、Cr2O72-をC3+に変換する半反応では、媒体の色が橙色から緑色に変化します。
これは、水溶液中のCr(+6)の色が橙色で、水溶液中のCr(+3)の色が緑色であるためです。
したがって、この色の変化がその反応の終点とされる。
等価点と終点の違い
定義
Equivalence Point(等価点)。
等価点とは、滴定混合物の化学反応が終了する実際の点です。
終点。
滴定の終点は、色の変化が起こる点です。
化学量論
等価点。
等価点とは、未知検体が滴定液と完全に反応した点を示す。
終点。
終点は、未知検体が滴定液と完全に反応した点であるとは限りません。
カラーチェンジ
等価点。
反応混合物の色変化は,必ずしも正確な当量点を示すとは限らない。
終点。
色の変化は常に終点を示す。
反応終了
Equivalence Point(等価点)。
等価点とは、反応が終了する点を示す。
終点。
終点は必ずしも反応の終点のみを与えるとは限らない。
結論
通常、終点は等価点として扱われますが、両者は同じではありません。
しかし、等価点と終点はわずかな違いであり、実験実務では同じと考えることができる。
終点は常に等価点の後に来る。
等価点と終点の大きな違いは、等価点が反応の終点であるのに対し、終点は色の変化が起こる点であることです。