Кислотно – основне титрування (метод нейтралізації)

• Суть метода: Н⁺ + ОН^– = Н₂О

• Робочі розчини:

– для визначення кислот 0,1н NaOH , 0,1н KOH

– для визначення основ 0,1н НС1 , 0,1н H₂SO₄

Речовини, з яких готують ці розчини, не стандартні, тому що луги поглинають з повітря вуглекислий газ і містять домішки відповідних карбонатів, а розчини концентрованих кислот – леткі речовини, тому з них готують вторинні стандартні розчини. Точну концентрацію цих розчинів встановлюють за стандартними речовинами або при титруванні розчинами відомої концентрації.

• Первинні стандарти:

– для стандартизації розчинів кислот

Na₂B₄O₇ · 10H₂O – натрій тетраборат

Na₂CO₃ – натрій карбонат

– для стандартизації розчинів лугів

Н₂С₂О₄ · 2Н₂О – оксалатна (щавлева) кислота

КНС₈Н₄О₄ – калій гідрогенфталат

• Стандартизація робочих розчинів:

Na₂B₄O₇ + 2HCl + 5H₂O → 2NaCl + 4H₃BO₃

Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂ + H₂O

Н₂С₂О₄ + 2NaOH → Na₂C₂O₄ + 2H₂O

КНС₈Н₄О₄ + NaOH → КNaС₈Н₄О₄ + H₂O

• Індикатори:

Кінцеву точку титрування визначають за допомогою кислотно-основних індикаторів.

№ п/п	Індикатор	Інтервал рН	Перехід забарвлення
1	Тропеолін ОО	1,4 – 3,2	червоний → жовтий
2	Метиловий оранжевий	3,0 – 4,4	червоний → жовтий
3	Метиловий червоний	4,2 – 6,2	червоний → жовтий
4	Нейтральний червоний	6,8 – 8,0	червоний → жовтий
5	Фенолфталеїн	8,2 – 10,0	безбарвний → малиновий
6	Алізариновий жовтий	11,0 – 13,0	жовтий → бузковий

• Вибір індикатора:

Вибір індикатору проводять з урахуванням рН середовища розчину в кінцевій точці титрування.

• титрування сильної кислоти сильною основою (й навпаки)

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

рН екв = 7 – нейтральний червоний

• титрування слабкої кислоти сильною основою

СН₃СООН + NaOH ↔ СН₃СООNa + Н₂О

Продукт реакції натрій ацетат піддається гідролізу й створює лужне середовище: рН екв > 7 – фенолфталеїн

• титрування слабкої основи сильною кислотою

NH₄OH + HCl ↔ NH₄Cl + H₂O

Продукт реакції амоній хлорид піддається гідролізу й створює кисле середовище:

рН екв < 7 – метиловий оранжевий, метиловий червоний

• Застосування методу нейтралізації:

• визначення кислот

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

сильна

СН₃СООН + NaOH ↔ СН₃СООNa + Н₂О

слабка

• визначення основ

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

сильна

NH₄OH + HCl ↔ NH₄Cl + H₂O

слабка

• визначення солей, що гідролізуються

NaHCO₃ + HCl → NaCl + CO₂ + H₂O

сильна основа

NH₄Cl + NaOH → NaCl + NH₄OH

сильна кислота

Кислотно - основне титрування в

неводному середовищі

Кислотно-основне титрування в неводному середовищі розширює діапазон аналітичних визначень у порівнянні з водними розчинами.

• Переваги методу:

  • дозволяє титрувати не тільки сильні кислоти й основи, але й слабкі та дуже слабкі кислоти, основи, їх солі та багатокомпонентні суміші без їх попереднього розділення;

  • дозволяє титрувати речовини, погано розчинні у воді;

  • дозволяє титрувати як безбарвні, так і кольорові розчини;

  • дає більш точні результати титрування порівняно з титруванням водних розчинів, тому що внаслідок малого поверхневого натяжіння органічних розчинників розміри крапель неводних рідин менше розмірів крапель водних розчинів.

    • Протолітична теорія Бренстеда – Лоурі:

Кислота – це сполука, що прагне віддати протон Н ⁺:

НС1 ↔ Н⁺ + С1^–

СН₃СООН ↔ Н ⁺ + СН₃СОО^–

NH₄⁺ ↔ Н⁺ + NH₃

Основа – це сполука, що прагне приєднати протон Н ⁺:

С1^– + Н⁺ ↔ НС1

СН₃СОО^– + Н⁺ ↔ СН₃СООН

NH₃ + Н⁺ ↔ NH₄⁺

• Класифікація розчинників:

І . Протолітичні розчинники – це хімічні сполуки органічної або неорганічної природи, що виявляють кислотні або основні властивості. Вони поділяються на протогенні (кислотні), протофільні (основні) та амфіпротні (амфотерні).

1) Протогенні (кислотні) – це безводні кислоти :

– мурашина НСООН

– оцтова СН₃СООН

– пропіонова С₂Н₅СООН

Чим більш сильні кислотні властивості розчинників, тим сильніший їх вплив на слабкі основи. Так, анілін (дуже слабка основа у воді) у середовищі безводної оцтової кислоти виявляє сильні основні властивості:

– NH₂ + CH₃COOH ↔ –NH₃⁺ + СН₃СОО^–