1. При приливании половины от теоретически необходимого количества кислоты, требующейся для полной нейтрализации соли (1 моль кислоты на 1 моль соли) образуется дикарбонат-ион:

CO₃^2- + H⁺ ↔ HCO₃^-

2. При приливании теоретического количества кислоты (2 моль на 1 моль соли) образуется угольная кислота:

HCO₃^- + H⁺ ↔ H₂CO₃; H₂CO₃ → H₂O + CO₂↑

В растворе карбонат-ион гидролизуется в соответствии с уравнениями:

CO₃^2- + HОН ↔ HCO₃^- + ОН^- (1-я ступень)

HCO₃^- + HОН ↔ H₂CO₃ + ОН^- (2-я ступень)

1-я ступень сопровождается образованием очень слабой кислоты HCO₃^-(К_а = 4,70∙10^-11), 2-я ступень – образованием слабой кислоты Н₂СО₃ (К_а = 4,13∙10^-7). Сильнее подвергается гидролизу соль более слабой кислоты, в данном случае HCO₃^-,константа которой меньше в 8800 раз. Образующиеся при этом гидроксильные группы тормозят гидролиз по 2-й ступени и щелочность раствора карбоната натрия будет определяться преимущественно 1-ой ступенью его гидролиза.

При вычислении величины рН водных растворов средних солей слабых многоосновных кислот в расчет принимается только последняя константа электролитической диссоциации этой кислоты.

Поэтому рН 0,1 н раствора карбоната натрия будет

рН = 7 + ½(рК₁ + lgс_соли) = 7 + ½(10,3 – 0,5) = 11,65

В первой точке эквивалентности

рН = ½( рК₁ + рК₂) = ½(6,4 + 10,3) = 8,35.

Когда карбонат натрия превратится полностью в дикарбонат, раствор будет слабощелочным и удобным индикатором будет фенолфталеин (рТ 9).

Во второй точке эквивалентности (случай слабых одноосновных кислот) получаем:

рН = ½(рК₁ + lgс_{кислота});

Скислота ≈ 5∙10-2

(точнее – 3,8∙10^-2, растворимость угольной кислоты)

рН = ½(6,4 – lg5∙10^-2) = ½(6,4 + 0,65) = 3,85.

Удобный индикатор – метиловый оранжевый (рТ 4)

Факторы, влияющие на скачок титрования. На величину скачка влияют все факторы, от которых зависят значения рН: константа диссоциации титруемого вещества, концентрации титруемого вещества и титранта, температура раствора.

1. Чем слабее кислота, тем выше рН в начале титрования и в области буферного действия. Следовательно, ветвь кривой титрования до точки эквивалентности смещается в щелочную область. В точке эквивалентности образуется основание тем более сильное, чем слабее исходная кислота, следовательно, рН смещается также в щелочную область. В то же время ветвь за точкой эквивалентности остается неизменной. В целом скачок уменьшается. Аналогичным образом для оснований: чем слабее титруемое основание, тем скачок меньше и смещен в кислую область. Для кислот и оснований с К < 5-10^-5 точка эквивалентности сливается с началом правой ветви кривой, т.е. скачок отсутствует. Так, нельзя оттитровать в водных растворах Н₃ВО₃ (К_а= 5,6∙10^-10), NH₄⁺ (К_а = 5,7∙10^-10), C₅H₅N (К_ь= 1,5∙10^-9) и т.п.

2. Величина скачка титрования зависит от содержания титруемого вещества. Чем меньше концентрация титруемого вещества и титранта, тем меньше скачок. Практически невозможно оттитровать сильные протолиты при с < 10^-4 М, а слабые - при с < 10^-2 М.

3. При изменении температуры сильно изменяется ионное произведение воды, входящее во многие формулы расчета рН (при 25 и 100^оС величина К_w равна 1,0∙10^-14 и 55,0∙10^-14, соответственно). В результате скачок уменьшается и смещается в более щелочную область (нейтральная среда при 100^оС характеризуется значением [Н+] = 7,41∙10^-7. .