8 Метод нейтралізації або кислотно-основного титрування

План

8.1 Сутність методу кислотно-основного титрування.

8.2 Робочі розчини та індикатори кислотно-основного титрування.

8.3 Криві кислотно-основного титрування.

8.4 Приклади застосування методу нейтралізації.

8.1 Сутність методу кислотно-основного титрування

Метод нейтралізації заснований на реакції взаємодії кислоти і основи, тобто фактично на взаємодії йонів Н⁺ та ОН^– або за протолітичною теорією – Н₃О⁺ та ОН^–:

Н⁺+ОН^– = Н₂О або Н₃О⁺ + ОН^– = 2Н₂О

Цей метод використовують для кількісного визначення кислот, лугів, а також солей, розчини яких унаслідок гідролі­зу мають кислотну або лужну реакцію.

Якщо завданням аналізу є кількісне визначення лугів або солей, розчини яких мають лужну реакцію середовища, то в якості робочих розчинів в цьому випадку використовують сильні кислоти (HC1, H₂SО₄) і такий вид кислотно-основного титрування називають ацидиметрією.

Кислотно-основне титрування, при якому кількісно визначають кислоти або солі, розчини яких мають кислотне середовище, титрованими розчинами лугів (КОН, NaOH) називають алкаліметрією.

Відповідно до сили кислот і основ можливі такі типи кислотно-основної взаємодії:

• між сильною кислотою і сильною основою. У цьому випадку утворюється сіль сильної кислоти і сильної основи, яка у водному розчині не піддається гідролізу, і тому в точці еквівалентності реакція середовища буде нейтральною;

• між сильною кислотою і слабкою основою. У цьому випадку в точці еквівалентності утворюється сіль сильної кислоти і слабкої основи. Наприклад: NH₄OH + HCl = NH₄Cl + H₂O. Солі слабких основ і сильних кислот у водному розчині гідролізуються за катіоном:

NH₄⁺ + H₂O NH₄ОН + Н⁺.

Видно, що в результаті гідролізу солі, яка утворилась при досягненні точки еквівалентності, збільшується концентрація йонів Гідрогену. Таким чином, у цьому випадку у точці еквівалентності рН  7, середовище кисле;

• між слабкою кислотою і сильною основою. У цьому випадку в точці еквівалентності утворюється сіль сильної основи і слабкої кислоти. Наприклад: NаOH + СН₃СООН = СН₃CООNа + H₂O. Такі солі у водному розчині гідролізуються за аніоном:

СН₃СОО^– + Н₂О СН₃СООН + ОН^–.

У цьому разі у точці еквівалентності збільшується концентрація йонів ОН^–. Реакція середовища буде лужною, рН7;

• між слабкою кислотою і слабкою основою. У цьому випадку в точці еквівалентності утворюється сіль слабкої кислоти і слабкої основи. Наприклад: СН₃СООН + NH₄ОН = СН₃СООNH₄ + Н₂О. Солі такого типу у водних розчинах гідролізуються значною мірою і реакція середовища залежить від сили кислоти і основи. Якщо кислота і основа однакової сили (константи їх дисоціації рівні), то розчин матиме нейтральну реакцію, рН=7. Якщо сильнішою буде кислота, то реакція розчину буде слабкокислою, якщо основа – слабколужною.

Для титрування слабкої кислоти слабкою основою не можна підібрати індикатору, який би різко змінював своє забарвлення в точці еквівалентності або біля неї. Тому слабку кислоту титрувати слабкою основою і, відповідно, навпаки – слабку основу слабкою кислотою – не можна.