Äquivalenzpunkt

Der Äquivalenzpunkt einer Titration ist der Punkt, an dem die Stoffmengen der Reaktionspartner im stöchiometrischen Verhältnis zueinander stehen und die Reaktion theoretisch vollständig abläuft. Er markiert die vollständige Umsetzung des Analytens durch den Titranten und das Ende der Reaktion, bei dem kein Reaktant mehr im Überschuss vorhanden ist. Die genaue Lage des Punkts hängt von der Art der Reaktion ab und wird häufig durch Messgrößen wie pH oder Leitfähigkeit bestimmt.

Bei Säure-Basen-Titrationen hängt der pH-Wert am Äquivalenzpunkt von der Stärke der reagierenden Substanzen ab: Stark-Säure mit Stark-Base ergibt typischerweise pH nahe 7, während schwache Säuren oder Basen den Äquivalenzpunkt nach oben bzw. unten verschieben. Der Indikator-Endpunkt, der die Farbumschlagsstelle markiert, liegt oft nahe dem Äquivalenzpunkt, kann aber davon abweichen und muss gegebenenfalls kalibriert werden.

Die Bestimmung erfolgt typischerweise über eine Titrationskurve, bei der der gemessene Wert (pH, Leitfähigkeit) gegen das zugegebene Titrandenvolumen abgetragen wird. Der Äquivalenzpunkt entspricht dem Scheitelpunkt der Kurve bzw. dem Maximum der ersten Ableitung; die zweite Ableitung dient der exakten Bestimmung. Moderne Messmethoden setzen neben der pH-Metrie auch Leitfähigkeits- oder Spektroskopieverfahren ein, oft mit automatisierter Datenauswertung.

Zur Berechnung der Konzentration eines Analytten nutzt man das stöchiometrische Verhältnis der Reaktion. Am Äquivalenzpunkt gilt a·n_A = b·n_B, was sich zu c_A V_A = (b/a) c_B V_B ausdrücken lässt. Mit bekannten Werten von c_B und V_B sowie dem gemessenen V_A erhält man die Konzentration von A. Der Äquivalenzpunkt bildet damit die Grundlage der quantitativen Analytik.