- •Кислотно-основное титрование
- •Действие индикаторов
- •Кривые титрования
- •Кривая титрования сильной кислоты щёлочью
- •Кривая титрования сильного основания кислотой
- •Кривая титрования слабой одноосновной кислоты щёлочью
- •Кривая титрования слабого однокислотного основания сильной кислотой
- •Кривая титрования слабой многоосновной кислоты
- •Кривая титрования смеси сильной и слабой кислот
- •Кривая титрования раствора соли слабого электролита
Кривая титрования сильного основания кислотой
Аналитическая реакция – реакция нейтрализации
.
1 этап. В растворе присутствует только щёлочь и рН раствора определяется её концентрацией:
.
2 этап. Процесс титрования. Происходит постепенная нейтрализация щелочи кислотой:
.
рН вычисляется по уравнению:
.
3 этап. Точка эквивалентности. В системе находится только негидролизующаяся соль. рН = 7. На нейтрализацию кислоты затрачен эквивалентный объём кислоты VЭ.
4 этап. После точки эквивалентности рН определяется только количеством добавленной кислоты и вычисляется по уравнению:
.
Пример. Рассчитать кривую титрования 10 мл 0,1 н. гидроксида натрия 0,1 н. раствором соляной кислоты.
VNaOH, мл |
Система |
Расчётная формула |
рН |
0 |
0,1 н. раствор NaOH |
13,00 |
|
1 |
Титрование гидроксида натрия. |
12,91 |
|
5 |
12,52 |
||
7 |
12,25 |
||
9 |
11,72 |
||
9,5 |
11,41 |
||
9,9 |
10,70 |
||
10 |
NaCl |
Точка эквивалентности, VЭ = 10 мл, VΣ = 20 мл |
7,00 |
10,1 |
Избыток кислоты |
3,30 |
|
11 |
2,32 |
||
12 |
2,04 |
||
15 |
1,70 |
||
20 |
1,48 |
Кривая титрования сильного основания кислотой
Кривая титрования щёлочи кислотой является зеркальным отражением кривой титрования сильной кислоты щёлочью. Эквивалентную точку можно определить с помощью любого цветного индикатора, изменяющего окраску в области значений рН от 4 до 10.
Кривая титрования слабой одноосновной кислоты щёлочью
1 этап. В растворе присутствует только слабая кислота и рН раствора определяется её концентрацией и константой диссоциации:
.
где СK – концентрация раствора кислоты, моль/л.
2 этап. Процесс титрования. Происходит постепенная нейтрализация кислоты щёлочью:
.
В результате образуется буферная смесь, состоящая из слабой кислоты, избыток которой присутствует в системе до точки эквивалентности и соли этой кислоты. рН вычисляется по уравнению для кислого буферного раствора:
,
где – концентрация соли слабой кислоты, – остаточная концентрация слабой кислоты, VK – объём пробы кислоты, взятый для титрования, СЩ – концентрация раствора щёлочи, VЩ – объём раствора щёлочи, добавленный в процессе титрования.
3 этап. Точка эквивалентности. На нейтрализацию кислоты затрачен эквивалентный объём щёлочи VЭ. В системе находится только соль, гидролизующаяся по аниону. рН в точке эквивалентности будет больше 7 и вычисляется по уравнению:
.
Концентрация соли в точке эквивалентности:
,
где ‒ общий объём раствора в точке эквивалентности,
.
4 этап. После точки эквивалентности рН определяется только количеством добавленной щёлочи:
.
Пример. Рассчитать кривую титрования 10 мл 0,1 н. уксусной кислоты 0,1 н. раствором гидроксида натрия.
VNaOH, мл |
Система |
Расчётная формула |
рН |
0 |
0,1 н. раствор СН3СООН |
2,88 |
|
1 |
Титрование уксусной кислоты. |
Образование буферного раствора СН3СООН + СН3COONa: |
3,80 |
5 |
4,76 |
||
7 |
5,12 |
||
9 |
5,71 |
||
9,5 |
6,03 |
||
9,9 |
6,75 |
||
10 |
Точка эквивалентности, VЭ = 10 мл, VΣ = 20 мл. |
Гидролиз соли СН3COONa: |
8,88 |
10,1 |
Избыток щелочи |
10,70 |
|
11 |
11,68 |
||
12 |
11,96 |
||
15 |
12,30 |
||
20 |
12,52 |
Кривая титрования слабой одноосновной кислоты щелочью
При рассмотрении кривой титрования обращает внимание то, что точка эквивалентности лежит в щелочной области. Скачок значений рН вблизи эквивалентной точки меньше, чем в случае сильного электролита и не превышает двух единиц рН при добавлении одной капли титранта. Для титрования следует выбирать индикатор, изменяющий окраску в щелочной среде, в примере – при рН = 8-9. Таковым является фенолфталеин.