Определение карбоната и гидрокарбоната в их смеси

Гидрокарбонат натрия в своем составе может содержать карбонат натрия в качестве примесей. Анализ их смеси возможен, поскольку гидрокарбонат при титровании кислотой дает одну точку эквивалентности

NaHCO₃ + HCl  H₂CO₃ + NaCl (pH = 3,83),

карбонат – две точки, взаимодействуя с кислотой в две стадии

Na₂CO₃ + HCl  NaHCO₃ + NaCl (pH = 8,34)

NaHCO₃ + HCl  H2CO3 + NaCl (pH = 3,83)

Смесь NaHCO₃ + Na₂CO₃ можно оттитровать способом фиксирования двух эквивалентных точек.

Титруя аликвоту смеси с фенолфталеином (pT = 9), определяют объем кислоты, пошедшей на титрование ½ Na₂CO₃ (V₁). Продолжив титрование с метиловым оранжевым (рТ = 4), отмечают объем кислоты, пошедшей на титрование общего количества Na₂CO₃ + NaHCO₃ (V₂):

По разности объемов V₂ – 2V₁ определяют объем кислоты, израсходованной на титрование гидрокарбоната:

Можно анализ смеси NaHCO₃ + Na₂CO₃ провести, осаждая карбонаты раствором BaCl₂, предварительно действием щелочи гидрокарбонат превратив в карбонат:

NaHCO₃ + NaOH  Na₂CO₃ + H₂O

Na₂CO₃ + BaCl₂  BaCO₃ + 2NaCl.

Для этого к аликвотной части анализируемого раствора прибавляют фиксированный избыток титрованного раствора NaOH, раствор BaCl₂ и в присутствии фенолфталеина титруют кислотой остаток щелочи (V₁). Далее проводят «холостой» опыт, титруя кислотой с фенолфталеином смесь (в объеме анализируемой аликвоты) воды, раствора BaCl₂ и того же объема раствора щелочи. Объем кислоты, пошедший на титрование «холостой» пробы, V₂. По разности объемов HCl, пошедших на титрование анализируемого и холостого растворов, определяют объем кислоты, соответствующий концентрации NaHCO₃:

Для определения объема кислоты, соответствующего общей концентрации компонентов, титруют аликвотную часть раствора смеси в присутствии метилоранжа (V₃). По разности объемов HCl, пошедших на титрование всей смеси и отдельно гидрокарбоната, определяют объем HCl, соответствующий концентрации Na₂CO₃:

Все вычисления проводятся с усредненными значениями объемов, полученными при анализе не менее трех параллельных определений.

Х о д а н а л и з а.

1. При анализе твердого образца в мерную колбу вместимостью 200 (250) мл отвешивают точную навеску анализируемой смеси, рассчитанную по формуле :

с учетом того, что концентрация раствора должна быть близкой к концентрации титранта (0,1). Растворив навеску в произвольном объеме охлажденной кипяченой воды, объем разбавляют до метки и перемешивают. В коническую колбу пипеткой отбирают аликвотную часть раствора, прибавляют точно измеренный объем 0,1 М раствора NaOH, равный удвоенному объему пипетки, затем 10 мл 10 %-го раствора BaCl₂ и немедленно в присутствии фенолфталеина (1–2 капли) оттитровывают избыток щелочи стандартным раствором кислоты, не фильтруя осадка, до исчезновения розовой окраски раствора. Записывают отсчет по бюретке (V₁). Затем в коническую колбу вносят воду в объеме пипетки, 10 мл раствора BaCl₂ и точно такой же объем 0,1 М раствора NaOH, который был добавлен к аликвотной части анализируемого раствора. Прибавив в смесь 1–2 капли фенолфталеина, титруют кислотой до обесцвечивания раствора. Записывают объем HCl (V₂), пошедший на титрование «холостой» пробы. По данным титрования вычисляют объем HCl, израсходованный на реакцию с NaHCO₃ (V₂ – V₁). Снова отобрав в коническую колбу аликвотную часть анализируемого раствора, титруют ее кислотой в присутствии 1–2 капель метилового оранжевого до перехода желтой окраски раствора в оранжевую. Зафиксировав израсходованный объем HCl (V₃), вычисляют объем HCl, эквивалентный количеству Na₂CO₃, находящемуся в аликвотной части пробы

[V₃ – (V₂ – V₁)].

Расчет результатов анализа проводят по формулам:

2. При анализе раствора, содержащего смесь NaHCO₃ + Na₂CO₃, определенный объем его переносят в мерную колбу, доливают до метки и перемешивают. Далее анализ ведут так же, как и при анализе твердого образца.

По данным анализа рассчитывают массу гидрокарбоната и массу карбоната в анализируемом объеме согласно формулам: