§ 127. Титрування кислотами та основами

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

1. між сильною кислотою і сильною основою;

2. між сильною кислотою і слабкою основою;

3. між слабкою кислотою і сильною основою;

4. між слабкою кислотою і слабкою основою.

Внаслідок взаємодії кислоти і основи утворюються сіль і вода. У першо­му випадку утворюється сіль сильної кислоти і сильної основи. Такі солі у "водних розчинах не зазнають гідролізу, і в точці еквівалентності, коли кислота цілком нейтралізована лугом, реакція буде нейтральна, тобто рН дорівнюватиме 7. Як приклад титрування сильної кислоти сильною основою можна навести взаємодію між гідроксидом натрію і соляною кислотою. Внаслідок реакції утворюється хлорид натрію, розчин якого має нейтраль­ну реакцію:

NaOH + HC1 = Н₂0 + NaCl.

У другому випадку в точці еквівалентності утвориться сіль сильної кислоти і слабкої основи. Прикладом такого титрування є взаємодія між гідроксидом амонію і соляною кислотою:

NH₄OH + HC1 = Н₂0 + NH₄C1. Солі слабких основ і сильних кислот у водних розчинах гідролізують: NH₄C1 -f НОН «± NH₄OH + HC1, або в іонному вигляді

NH^ + С\- + НОН «з NH₄OH + Н+ + СГ. Скоротивши спільні іони, матимемо:

NH+ 4 НОН *± NH₄OH 4 Н+.

Звідси видно, що в результаті реакції гідролізу в розчині збільшується концентрація водневих іонів. Таким чином, у точці еквівалентності при ти­труванні слабкої основи сильною кислотою реакція буде кислою, рН < 7.

У третьому випадку при титруванні сильної основи слабкою кислотою утворюється сіль сильної основи і слабкої кислоти. Наприклад:

NaOH 4 СН₃СООН «± Н₂0 4- CH₃COONa.

Солі слабких кислот і сильних основ у водних розчинах також зазна­ють гідролізу:

CHgCOONa 4-НОН <± СН₃СООН 4-NaOH,

або в іонному вигляді

Na+ + СН₃СОО- + НОН *± СН₃СООН 4- Na+ H ОН~.

405

Скоротивши спільні іони, матимемо:

сн₃соо~ + нон *± сн₃соон + он^-.

Таким чином, у точці еквівалентності збільшиться концентрація гідро­ксильних іонів, реакція розчину буде лужна, рН > 7.

У четвертому випадку при взаємодії слабкої кислоти із слабкою основою в точці еквівалентності утворюється сіль слабкої кислоти і слабкої основи. Наприклад:

СН₃СООН + NH₄OH <=> CH₃COONH₄ + H₂0. ■

Солі такого типу у водних розчинах піддаються гідролізу значною мі­рою:

CH₃COONH₄ + НОН ї± СН₃СООН + NH₄OH,

або

CH₃COO^_+NH+ + HOH *± СН₃СООН + NH₄OH.

У цьому випадку реакція розчину залежить від сили кислоти і основи; якщо кислота і основа однакової сили (константи дисоціації їх рівні), то розчин матиме нейтральну реакцію: рН = 7. Якщо ж сильнішою буде кис­лота, то реакція розчину буде слабкокислою, а при більшій силі основи порівняно з кислотою — слабколужною.

Нижче буде показано, що на практиці можна провести титрування кислот і основ у всіх випадках, крім останнього. Для титрування слабкої кислоти слабкою основою не можна підібрати відповідного індикатора, який різко змінював би своє забарвлення в точці еквівалентності або біля неї. Тому слабку кислоту титрувати слабкою основою не можна. Не можна, звичайно, також титрувати слабку основу слабкою кислотою.