pHkäyrien

pH-käyrät ovat kemiallisia käyriä, joissa pH-arvo esitetään lisätyn titrausliuoksen määrän funktiona. Niitä käytetään, kun tutkitaan happo- ja emäsmuutoksia, määritetään liuosten koostumus sekä arvioidaan pitoisuuksia ja pKa-arvoja. Käyrä rakentuu usein seuraavista vaiheista: alkuperäisen liuoksen pH on jyrkästi erilainen, sitten liuokseen lisätään titraanttia ja pH muuttuu hitaammin buffer-alueella, sen jälkeen tapahtuu nopea muutos ekvivalenssipisteen tienoilla, ja lopuksi pH asettuu uudelle alueelle lisäyksen jatkuessa.

Ekvivalenssipiste on piste, jossa lisätyn titrausmäärän moolimäärät vastaavat alkuperäisen liuoksen moolimäärää. Sen sijainti riippuu vahvuuksiltaan haposta ja emäksestä sekä siitä, onko kyseessä monoprotinen vai polyprotoninen aine. Vahvat hapot ja vahvat emot voivat aiheuttaa ekvivalenssipisteen pH:n noin 7:ssa, kun taas heikommat hapot tai emäkset antavat pH-arvon poikkeavan tästä ekvivalenssistä. Esimerkiksi heikko happo + vahva emäs antaa ekvivalenssipisteen pH-arvon yli 7; vahva happo + heikko emäs alittaa 7.

Buffer-alueella pH pysyy suhteellisen vakaana lisäyksen aikana, ja siellä pH vastaa Henderson-Hasselbalchin yhtälöä pH = pKa + log([A-]/[HA]). Puolivälinokohdassa pH = pKa, jolloin [A-] ja [HA] ovat yhtä suuret. Moniprotisia happoja tai emäksiä varten käyrässä on useita ekvivalenssi- ja buffer-alueita.

Käytännössä pH-käyriä käytetään epäjatkuvan ekvivalenssipisteen/-hetken löytämiseen, erityisesti pH-mittauksella tai epälineaarisella analyysillä (derivaatio- tai toisen derivaatan menetelmät). Niiden avulla voidaan myös arvioida liuoksen pKa-arvot ja suunnitella sopivia bufferiliuoksia.