5. Обработка результатов титрования

Результаты обрабатывают по методу Кальвина-Мельхиора.

На миллиметровой бумаге или в программе Exel постройте график зависимости рН_ср - , см³ титрования смесей 1 и 2 (по данным таблицы 9). Обе графические зависимости располагают на одном поле.

Пример 2: Готовят четыре раствора объемом 50,0 мл каждый. Расторы 1а и 1б представляют собой смесь 5 мл 0,100 М раствора сульфо­салициловой кислоты, 20 мл 0,2 М раствора хлорида натрия и 25 мл воды, растворы 2а и 2б - смесь 5 мл 0,100 М раствора сульфосалициловой кислоты, 20 мл 0,2 М раствора хлорида натрия, 10 мл 0,0100 М раствора хлорида меди(II) и 15 мл воды. Оба раствора титруют потенциометрически 0,1М раствором гидроксида нат­рия. По результатам потенциометрического титрования (табл. 11) рассчитать кривую образования комплексов меди с сульфосалициловой кислотой по методу Кальвина-Мельхиора.

Таблица 11. Результаты потенциометрического титрования

, см3		рН(1а)		рН(1б)		рНср		рН(2а)		рН(2б)	рНср
0,0	2,01		2,03		2,02		2,04		2,03		2,04
1,0	2,11		2,12		2,12		2,12		2,13		2,12
2,0	2,22		2,22		2,22		2,23		2,21		2,22
3,0	2,35		2,34		2,34		2,35		2,33		2,34
4,0	2,51		2,49		2,50		2,50		2,49		2,49
5,0	2,72		2,70		2,71		2,68		2,69		2,68
6,0	3,01		2,98		3,00		2,97		3,00		2,98
7,0	3,67		3,52		4,00		3,44		3,46		3,45
7,5	6,55		5,02		5,79		4,02		4,00		4,01
8,0	10,31		10,28		10,30		4,81		4,83		4,82
8,5	10,73		10,74		10,74		6,05		6,49		6,50
9,0	10,97		10,92		10,94		7,57		7,59		7,58
9,5	11,12		11,09		11,12		9,51		9,52		9,52
10,0	11,22		11,20		11,21		10,69		10,67		10,68
10,5	11,31		11,29		11,30		10,91		10,92		10,92
11,0	11,38		11,37		11,38		11,09		11,11		11,10

Решение:

По результатам титрования строят кривые титрования. Обе зависимости располагают на одном графике (рис.10). Также строят дифференциальную кривую титрования по среднему значению рН титрования смеси 1а и 1б и определяют по ней точку эквивалентности (для данного примера т.э. = 7,75 см³).

Разность объемов рабочего раствора щелочи, затраченного на титрование , определяют по расстоянию между 1 и 2-ой кривыми титрования для определенного значения рН (рис. 10).

Например, для рН=9,0

Результаты измерений заносят в таблицу 12.

,см³

рН

2

1

,см³

Рис. 10 . Кривые потенциометрического титрования смесей 1а,1б,2а,2б 0,1М раствором гидроксида нат­рия:

1, 2 – кривые титрования смесей 1 и 2 , соответственно.

Таблица 12. Расчет кривой образования сульфосалицилатного комплекса меди (II) по методу Кальвина-Мельхиора на основе кривой титрования

	, см3
4,0	0,30		0,30	-9,69
5,0	0,70		0,69	-8,73
6,0	0,90		0,89	-7,75
7,0	1,10		1,09	-6,77
8,0	1,45		1,44	-5,81
9,0	1,55		1,54	-4,82

Так как вторая и третья константы диссоциации сульфосалициловой кислоты различаются на 10⁹, то константы устойчивости сульфосалицилатного комплекса меди рассчитывают по точкам, взятым в третьей части кривой титрования.

• Концентрацию связанного лиганда вычисляют по формуле

= (53)

где

, см³ - разность объемов рабочего раствора щелочи, затраченного на титрование (табл. 12);

– объем реакционной смеси № 1 в точке эквивалентности

(54)

- равен 50,0 см³;

- определяют по дифференциальной кривой титрования смеси 1 (для данного примера V(NaOH)т.э. = 7,75 см³).

Например, для рН=9,0

=

• Общие концентрации сульфосалициловой кислоты и ионов меди рассчитывают с учетом объема рабочего раствора щелочи, затраченного на титрование:

(55)

(56)

где - начальная концентрация ионов меди в реакционной смеси, рассчитанная по данным таблицы 8 с учетом разбавления;

- начальная концентрация сульфосалициловой кислоты в реакционной смеси, рассчитанная по данным таблицы 8 с учетом разбавления;

- объем реакционной смеси до начала титрования, равный 50,0 см³.

Например,

• Среднелигандное число рассчитывают по формуле

(57)

где - общая концентрация ионов меди;

- концентрация связанного лиганда .

Например, для рН=9,0

• Логарифм концентрации свободного лиганда рассчитывают по выражению

(58)

где - общая концентрация сульфосалициловой кислоты;

- логарифм мольной доли непротонированной формы сульфосалициловой кислоты при определенном значении рН;

Например, для рН=9,0

Значения ), относящиеся к растворам с различным рН можно получить по таблице 1 приложения.

Полученные данные заносят в таблицу 12.

По полученным результатам строят кривую комплексообразования в координатах - . Приблизительные константы устойчивости сульфосалицилатного комплекса железа получают непосредственно из кривой комплексообразования по методу полунейтраллизации Бъеррума: отмечают абсциссы точек, соответствующие = 0,5 и 1,5 (рис. 7, пример 2). Абсциссы данных точек представляют собой отрицательные десятичные логарифмы первой ( = 0,5) и второй ( = 1,5) констант устойчивости.

, [моль/л]

Рис. 11. Определение констант устойчивости сульфосалицилатного комплекса меди(II) по положению точки нейтрализации в методе Бьеррума. (для примера 2).

Для данного примера ; (I=0,1)