2. Кривые титрования слабого протолита сильным протолитом

Рассмотрим на примере титрования 25 мл 0,1 М раствора СН₃СООН раствором 0,1 М NaOH

СН₃СООН + NaOH = CH₃COONa + H₂O.

1. Расчёт рН в начальной точке титрования, т. е. при v_b = 0. Так как в водном растворе СН₃СООН является слабой кислотой, концентрацию ионов водорода можно рассчитать по формуле и

2. Расчёт рН при добавлении субстехиометрического количества титранта, т. е. при 0<v_b<v_тэ. Вначале титрования до достижения ТЭ в растворе присутствует как свободная кислота, так и её соль, полученная в результате взаимодействия с добавленным основанием. Поэтому значение [H⁺] в этой области будет определяться по уравнению Гендерсона-Гассельбаха для буферного раствора: и . Так как , то число ммолей кислоты, оставшейся неоттитрованной в данный момент, равно n_НА = с_аv_a  c_bv_b , а число ммолей полученной соли равно количеству добавленной щелочи, т. е. n_A- = c_bv_b . Cледовательно, .

3. Расчет рН в ТЭ, т. е. при v_b = v_ТЭ. В точке эквивалентности в растворе содержится только соль СН₃СООNa и раствор обладает основной реакцией вследствие протолиза ацетат-иона: СН₃СОО^ + Н₂О  СН₃СООН + ОН^. Концентрацию [OH^] в этих условиях можно рассчитать по уравнению для анионо-основания Бренстеда: . Поскольку [H⁺] = K_w/[OH^-], то в ТЭ имеем и , где с_А- = с_соли = с(СН₃СОО^) = .

1. Расчет рН после достижения ТЭ, т. е. при v_b>v_ТЭ . Появление избытка сильного основания после ТЭ определяет кислотность раствора. Значение рН можно вычислить, если оценить этот избыток, т. е. знать какова концентрация основания в данный момент: . Значение рН рассчитывают по уравнению (3.8).

Результаты расчёта кривой титрования25 мл 0,1 М СН₃СООН раствором 0,1 М NaOH (таблица 4) и построения рассматриваемой кривой представлены на рис.2.

Особенности кривой титрования: эквивалентная часть кривой титрования располагается несимметрично относительно линии нейтральности и полностью лежит в основной области в интервале значений рН от 8,15 до 9,30. Следовательно, индикатором может служить, например, фенолфталеин, у которого рТ = 9. Кривая титрования на графике имеет вид:

Рис.2. Кривая титрования 25 мл 0,1 М раствора СН₃СООН раствором 0,1 М NaOH.

При титровании слабых кислот слабыми основаниями на кривой титрования скачок практически отсутствует. Поэтому кислотно-основные пары «слабый протолит  слабый протолит» для целей кислотно-основного титрования непригодны.

Таблица 4. Параметры титрования 25 мл 0,1 М СН3СООН раствором 0,1 М NaOH
vb, мл		n(A-) = n(NaOH), ммоль	n(HA), ммоль		[H+], моль/л	рН
0	0	0	2,5	-	1,3210-3	2,88
10	0,4	1,0	1,5	1,5	2,6310-5	4,58
20	0,8	2,0	0,5	0,25	4,3710-6	5,36
24	0,96	2,4	0,1	0,042	7,3510-7	6,14
24,9	0,996	2,49	0,01	0,004	7,0010-8	7,15
24,99	0,9996	2,499	0,001	0,0004	7,0010-9	8,15
25,00	1	2,500	-	-	1,8710-9	8,73
				Избыток NaOH ([OH-])
25,01	1,0004	2,501	-	2,0010-5	5,0010-10	9,30
25,10	1,004	2,51	-	2,0010-4	5,0010-11	10,30
26,00	1,04	2,6	-	1,9610-3	5,0010-12	11,29
30,00	1,2	3,0	-	9,0910-3	1,0010-12	11,96
40,00	1,6	4,0	-	2,3110-2	4,3410-13	12,36