Тема 5 Кислотно-основное титрование

Изменение значений pH в процессе титрования сильных и слабых кислот и оснований.

Титрование сильной кислоты сильным основанием. До ТЭ значение рН определяется только ионами водорода за счет неоттитрованной сильной кислоты, поскольку другими источниками можно пренебречь. Для расчета рН можно пользоваться формулой:

Lg[A]=lgc₀+lg(1-f), рН=-lgc₀-lg(1-f).

За ТЭ значение рН определяется избытком добавленного титранта – сильного основания по формуле:

рН=рК_w+lgc_T+lg(f-1).

В ТЭ значение рН определяется ионами водорода, поступающими за счет автопротолиза воды, по формуле:

рН= рK_w

Титрование слабой кислоты сильным основанием. В начале титрования в растворе находится только слабая кислота. В растворе кислоты при степени ее диссоциации менее 5%

[H⁺]= _ac₀ и рН=1/2(рК_а+рс₀).

До ТЭ при титровании получается сопряженное основание, и раствор представляет собой буферную смесь, поэтому рН вычисляют по формуле

[H⁺]=K₀ =K_a

В ТЭ вся кислота оттитрована, и рН раствора определяется наличием сопряженного основания. В растворе слабого основания

[OH^-]= _bc_B; [H⁺]= K_w/ _bc_B и рН=14-1\2рК_b-1/2рс_0.

Поскольку при титровании количество получившегося основания равно исходному количеству кислоты, пренебрегая изменением объема, можно считать что с_В=с₀.

После ТЭ основным источником ОН^- - ионов будет добавленное сильное основание.

Титрование слабого основания сильной кислотой. До ТЭ рН рассчитывают по формуле буферной смеси, где К_а – константа кислотности кислоты, сопряженной с титруемым основанием

[H⁺]=K₀ =K_a

В ТЭ источником ионов Н⁺ является сопряженная кислота

[H⁺]= _ac₀ и рН=1/2(рК_а+рс₀).

За ТЭ значение рН определяется только добавлением сильной кислоты

Lg[T]=lgc_T+lg(f-1)

Так же как и кривая титрования слабой кислоты, эта кривая несимметрична, а ТЭ не совпадает с точкой нейтральности

Кривые титрования кислот основаниям и оснований кислотами.

Кривые кислотно - основного титрования выражают зависимость изменения рН раствора от объема добавленного титранта. При расчете рН необходимо знать состав титриметрической смеси. Для упрощения вычислений ( что не приводит к заметным ошибкам ) не учитывают разбавление раствора в процессе титрования и используют понятие “концентрация”,а не “активность”. “Кривые титрования” предствляют в виде графика зависимости изменения рН от объема добавленного титранта или объема избытка определяемого вещества и избытка титранта.

В начале титрования рН изменяется очень медленно. Кривая показывает, в частности, что если оттитровать половину имеющегося количества кислоты, рН раствора изменится всего на 0,3 единицы по сравнению с исходным, если оттитровать 90%, то и тогда уменьшение рН составит лишь одну единицу. С уменьшением концентрации оставшейся кислоты изменение рН при титровании становится более резким. Оттитровывание кислоты от 90до 99% вызывает изменение рН уже на единицу. Также на единицу возрастает рН при оттитровывании от 99 до 99,9%, т.е. на 0,9%. Титрование последней 0,1% кислоты приводит к изменению рН на целых 3 единицы. Введение избытка в 0,1% NaOH по сравнению с эквивалентным количеством вызывает изменение рН также на 3 единицы, и рН раствора становится равным 10,0.

Кривая титрования сильного основания сильной кислотой представляет собой зеркальное изображение кривой титрования сильной кислоты сильным основанием. до точки эквивалентности рН раствора определяется концентрацией неоттитрованной щелочи, а после точки эквивалентности – концентрацией добавленной кислоты. В точке эквивалентности раствор нейтрален. Величина скачка и его положение на кривой титрования сильной кислоты сильным основанием.

Скачок титрования – резкое изменение рН в области точки эквивалентности.