4. Потенциометрическое титрование реакционных смесей

Все реакционные смеси титруются потенциометрически рабочим раствором гидроксида натрия.

Порядок проведения работы:

• Включить иономер в сеть и прогреть в течение 15 минут. Работа на иономере ведется в режиме измерение рН. В качестве индикаторного электрода используют стеклянный водородный, сравнения – хлорсеребряный.

• Заполнить бюретку рабочим раствором гидроксида натрия.

• В химический стакан вместимостью 100 см³ перенести реакционную смесь № 1а и поместить на мешалку. Промыть электроды и перемешивающий стержень дистиллированной водой, осушить фильтровальной бумагой. Поместить электроды и перемешивающий стержень в реакционную смесь № 1а. Шарик индикаторного электрода должен полностью находиться в жидкости.

• Включить мешалку, отрегулировать обороты и провести титрование. Результаты титрования занести в таблицу 9.

• Аналогично провести титрование смеси №1б и титрования реакционных смесей № 2а, 2б.

Таблица 9. Результаты потенциометрического титрования

, см3	рН(1а)	рН(1б)	рНср	рН(2а)	рН(2б)	рНср
0,0
1,0
2,0
....

Для определения точки эквивалентности титрования смеси 1 необходимо построить интегральную кривую титрования в координатах , см³. На рис.8 представлена интегральная кривая титрования 0,1 М раствора сульфосалициловой кислоты 0,1М раствором гидроксида натрия. Как видно, в точке эквивалентности происходит скачок ЭДС, вызванный изменением потенциала индикаторного электрода. По этому скачку можно определить точку эквивалентности.

Для нахождения точки эквивалентности часто строят дифференциальную кривую в координатах (рис.9). На точку эквивалентности указывает максимум полученной кривой, а отсчет по оси абсцисс, соответствующий этому максимуму, дает объем титранта, израсходованного на титрование до точки эквивалентности. Определение точки эквивалентности по дифференциальной кривой значительно точнее, чем по простой зависимости , см³.

Пример 1: По результатам потенциометрического титрования 0,1 М раствора сульфосалициловой кислоты 0,1М раствором гидроксида натрия построить кривые титрования в координатах:

а) интегральную кривую в координатах , см³,

б) дифференциальную кривую в координатах ,см³,

и определить точку эквивалентности по обеим кривым.

V(NaOH),см3	0,0	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	5,5	6,0	6,5	7,0	7,5
рН	2,2	2,3	2,4	2,5	2,6	2,7	3,1	4,1	5,9	8,6	9,9	10,2	10,3	10,5	10,6	10,7

Решение:

а) По результатам потенциометрического титрования строим интегральную кривую титрования в координатах , см³.

рН

, см³

точка эквивалентности

а

b

c

dd

eа

ff

Рис.8. Интегральная кривая титрования.

В точке эквивалентности происходит скачок ЭДС, вызванный изменением потенциала индикаторного электрода. Для нахождения точки эквивалентности строят касательные к начальному (cd) и конечному(ef) горизонтальному участкам кривой титрования. Из точек d и e опускают перпендикуляры на ось абсцисс, на пересечении перпендикуляров с осью отмечают точки a и b. Из середины отрезка ab восстанавливают перпендикуляр. Точка эквивалентности находится на пересечении этого перпендикуляра с кривой титрования, для данного примера т.э. = 3,95 см³.

б) Для построения дифференциальной кривой титрования необходимо рассчитать изменения рН и объема титранта для каждой точки на кривой титрования. Например, для V (NaOH) = 0.5 см³

Эти результаты относятся к середине интервала 0,0-0,5 , т.е. к величине =0,25. Результаты расчетов занести в таблицу и построить дифференциальную кривую титрования.

Таблица 10. Расчет дифференциальной кривой титрования 0,1М раствора сульфосалициловой кислоты 0,1М раствором гидроксида натрия.

, см3	, см3			, см3
0,0		2,2		-	-
	0,25		0,1	0,5	0,2
0,5		2,3
	0,75		0,1	0,5	0,2
1,0		2,4
	1,25		0,1	0,5	0,2
1,5		2,5
	1,75		0,1	0,5	0,2
2,0		2,6
	2,25		0,15	0,5	0,3
2,5		2,75
	2,75		0,35	0,5	0,7
3,0		3,1
	3,25		1,0	0,5	2,0
3,5		4,1
	3,75		1,8	0,5	3,6
4,0		5,9
	4,25		2,7	0,5	5,4
4,5		8,6
	4,75		1,3	0,5	2,6
5,0		9,9
	5,25		0,25	0,5	0,5
5,5		10,2
	5,75		0,15	0,5	0,3
6,0		10,35
	6,25		0,15	0,5	0,3
6,5		10,5
	6,75		0,1	0,5	0,2
7,0		10,6

Объем точки эквивалентности

, см³

Рис.9. Дифференциальная кривая титрования 0,1М раствора сульфосалициловой кислоты 0,1М раствором гидроксида натрия.

На точку эквивалентности указывает максимум полученной кривой, а отсчет по оси абсцисс, соответствующий этому максимуму, дает объем титранта, израсходованного на титрование до точки эквивалентности. т.э. = 4,25 см³.