Семинар № 6 «Кривые титрования. Кривые кислотно-основного титрования»

ПЛАН

1. Кривые титрования: монологарифмические и билогарифмические. Степень оттитрованности 2

2. Кривые кислотно-основного титрования 3

2.1. Кривая титрования сильной кислоты сильным основанием 3

2.2. Кривая титрования слабой кислоты сильным основанием 8

2.3. Кривые титрования многоосновных (полипротонных) кислот и оснований 11

2.4. Кривые титрования смесей кислот и оснований 14

3. Кислотно-основные индикаторы 15

3.1. Выбор индикатора для титрования 18

3.2. Ошибки титрования 20

1. Кривые титрования: монологарифмические и билогарифмические. Степень оттитрованности

В процессе титрования изменяются равновесные концентрации вещества, титранта и продуктов реакции. При этом пропорционально концентрациям этих веществ изменяются свойства раствора (в частности, рН, Е и т.д.). График зависимости параметра системы, связанного от концентрации определяемого вещества, титранта или продукта, от состава раствора в процессе титрования, называется кривой титрования.

Кривые титрования помогают подобрать индикатор, оценить погрешность, наглядно проследить за ходом титрования. При их построении по осям координат можно откладывать разные величины. Если по оси ординат отложить логарифм концентрации или величину, пропорциональную этому логарифму, то получаются логарифмические кривые титрования. Если же по оси ординат откладывать концентрацию или физико-химический параметр, пропорциональный концентрации, то получится линейная кривая титрования. По оси абсцисс обычно откладывают объем добавленного титранта (V_т) или степень оттитрованности (f), то есть отношение количества оттитрованного в данный момент вещества (n_т) к исходному количеству (n₀). Поскольку C_т∙V_т=n_т и C₀∙V₀=n₀= C_т∙V_ТЭ, то

А при С₀=С_т

,

где V_т – объем раствора титранта, добавленного к данному моменту титрования, V₀ – исходный объем определяемого вещества.

Степень оттитрованности иногда выражают в процентах. Очевидно, что до точки эквивалентности f<1 (<100 %), за точкой эквивалентности f>1 (>100 %), а в точке эквивалентности f=1 (100 %).

В некоторых случаях продукты реакции титрования практически не оказывают влияния на равновесные концентрации определяемого вещества и титранта. Например, при титровании сильной кислоты сильным основанием или осадительном и комплексонометрическом титровании продукты (вода, труднорастворимые соединения или комплексы) практически выводятся из реакции. В этих случаях при построении кривых титрования по оси ординат можно отложить логарифм равновесной концентрации определяемого вещества или титранта. Такие кривые титрования называют монологарифмическими. Если же продукты реакции титрования каким-то образом влияют на равновесные концентрации определяемого вещества или титранта, то при расчетах следует учитывать равновесные концентрации продуктов реакции. Например, при титровании слабых кислот (или оснований) и окислительно-восстановительном титровании получаются сопряженные вещества (при титровании слабой кислоты – сопряженное основание, а при титровании окислителя – его восстановленная форма). Переменный параметр, например, рН раствора, будет определяться отношением концентраций сопряженной пары. Кривые титрования, по оси ординат которых отложен логарифм отношения концентраций (или пропорциональная ему величина), часто называются билогарифмическими.