Титрование сильного основания сильной кислотой
Кривая титрования сильного основания сильной кислотой рассчитывается аналогично, представляя собой зеркальное изображение кривой титрования сильной кислоты сильным основанием (рис.1, кривая б). До точки эквивалентности рН раствора определяется концентрацией неоттитрованной щелочи и рассчиты-вается по формуле (4.22). После точки эквивалентности рН раствора определяется концентрацией кислоты, которая будет находиться в избытке, и рассчитывается по формуле (4.20). В точке эквива-лентности раствор нейтрален (рН = 7,0). Величина скачка и его положение на кривой титрования остаются такими же, какими они были при титровании сильной кислоты сильным основанием.
Расчетные данные кривой титрования 10,0 мл 0,1 М NaOH раствором 0,1 М HCl приведены в табл. 7.
Расчет кривой титрования 10,0 мл 0,1 м NaOh раствором 0,1 м hCl
Таблица 7
№ |
V(HCl),мл |
[OH-], моль/л |
[H+], моль/л |
pH |
1. |
0,00 |
0,100 |
- |
13,0 |
2. |
2,50 |
0,060 |
- |
12,8 |
3. |
5,00 |
0,033 |
- |
12,5 |
4. |
9,00 |
5 · 10 - 3 |
- |
11,7 |
5. |
9,90 |
5 · 10 - 4 |
- |
10,7 |
6. |
9,99 |
5 · 10 - 5 |
- |
9,7 |
7. |
10,00 |
1 · 10 - 7 |
1 · 10 - 7 |
7,0 |
8. |
10,01 |
- |
5 · 10 - 5 |
4,3 |
9. |
10,10 |
- |
5 · 10 - 4 |
3,3 |
10. |
11,00 |
- |
5 · 10- 3 |
2,3 |
11. |
15,00 |
- |
0,02 |
1,7 |
Таким образом, в случае титрования сильной кислоты щелочью и наоборот можно из двух широко используемых индикаторов (фенолфталеина и метилоранжа) использовать оба, т. к. интервалы перехода окраски метилоранжа (3,1 – 4,4) и фенолфталеина (8 – 10) попадают (перекрываются) в интервал скачка рН на кривой титрования (4,3 – 9,7) (см. рис. 1, а, б).
Кривая титрования слабой кислоты сильным основанием
При расчете кривой титрования слабой кислоты щелочью следует учитывать тот факт, что до точки эквивалентности в растворе присутствует буферная смесь, состоящая из неоттитрованной слабой кислоты и ее соли, образованной за счет взаимодействия слабой кисло-ты со щелочью. В точке эквивалентности в растворе присутствует соль, образованная слабой кислотой и сильным основанием, она подвер-гается гидролизу и среда становится щелочной, в отличие от точки эквивалентности в случае титрования сильной кислоты щелочью.
За точкой эквивалентности в растворе, как и в случае титрования сильной кислоты, будет находиться в избытке щелочь, и ее содержание в растворе будет определять рН.
Пример. Построить кривую титрования 10,0 мл 0,1 М CH3COOH раствором 0,1 М NaOH. Расчетные данные приведены в табл.13.1.1.
Решение. В первоначальный момент (без добавления NaOH) в растворе присутствует слабая кислота, расчет рН ведется по формуле
(4.23)
Во всех последующих точках на кривой титрования до точки эквивалентности (в том числе в начале скачка на кривой титрования) расчет рН ведут для буферной системы (смесь CH3COOH и ее соли CH3COONa) по формуле
(4.24)
Концентрация оставшейся уксусной кислоты в растворе вычисляется по формуле
(4.25)
а концентрация ацетата натрия – по формуле
(4.26)
Например, при добавлении 9,0 мл 0,1 М NaOH
Значение рН в начале скачка на кривой титрования (добавлено 9,99 мл 0,1 М NaOH) рассчитывается по формуле
