7.2.Б. Потенциометрическое титрование

Потенциометрическое титрование основано на определении точки эквивалентности по результатам потенциометрических измерений. Вблизи точки эквивалентности происходит резкое изменение (скачок) потенциала индикаторного электрода. Это наблюдается, конечно, лишь в том случае, если хотя бы один из участников реакции титрования является участником электродного процесса. Так, титрование по методу кислотно-основного взаимодействия выполняется со стеклянным электродом. Так же, как и в других титриметрических методах, реакции потенциометрического титрования должны протекать строго стехиометрически, иметь высокую скорость и идти до конца.

При потенциометрическом титровании точка эквивалентности определяется по точке перегиба кривой титрования, показывающей изменение потенциала электрода (Е) от количества добавленного рабочего раствора (V).

Для нахождения точки эквивалентности часто строят дифференциальную кривую в координатах ΔЕ/ΔV – V,т.е. определяют скорость изменения потенциала при изменении количества добавленного раствора в разных точках титрования. На точку эквивалентности указывает максимум полученной кривой, а отсчёт по оси абсцисс, соответствующий этому максимуму, даёт объём титранта, израсходованного на титрование до точки эквивалентности. Определение точки эквивалентности по дифференциальной кривой значительно точнее, чем по простой зависимости Е – V.

Пример 17 Аликвоту объёмом 20,00 мл анализируемого раствора НСl объёмом 100 мл оттитровали потенциометрически 0,1000 М NaOH.

Построить кривые потенциометрического титрования в координатах рН – V и ΔрН/ΔV– V и определить массу НСl в растворе (мг) по следующим данным:

V(NaOH), мл 14,0 14,4 14,8 15,0 15,2 15,4 15,6 15,8 16,0 16,4 16,8 17,0

рН 2,45 2,80 3,30 5,20 7,00 7,80 8,40 8,50 9,00 9,35 9,80 9,90

Решение. Строим кривую потенциометрического титрования анализируемого раствора соляной кислоты 0,1000 М раствором гидроксида натрия:

К ак следует из рис.2, точка эквивалентности находится в области 15,1-15.3 мл объёма добавленного раствора щёлочи. С большей точностью точку эквивалентности можно определить, исходя из дифференциальной кривой титрования. Для её построения дополним данные таблицы недостающими цифрами:

V(NaOH), мл 14,0 14,4 14,8 15,0 15,2 15,4 15,6 15,8 16,0 16,4 16,8 17,0

рН 2,45 2,80 3,30 5,20 7,00 7,80 8,40 8,50 9,00 9,35 9,80 9,90

ΔV, мл 0,4 0,4 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,4 0,4 0,2

ΔрН 0,35 0,5 1,9 1,80 1,8 0,6 0,1 0,5 0,35 0,45 0,1

ΔрН/ΔV 0,88 1,25 9,5 9,0 4,0 3,0 0,5 0,25 0,88 0,11 0,5

Как с большей достоверностью видно из рис.3, точка эквивалентности соответствует 15,1 мл добавленного 0,1000 М раствора NaOH.Исходя из основного уравнения титриметрии:

С_HCl= ; С_HCl=

Поскольку нам был дан раствор объёмом 100,0 мл, то масса соляной кислоты, содержащаяся в нем, равна:

m(HCl)= C_HCl·V_HCl∙M(HCl); m(HCl)= 0,0755 моль/л ·0,1 л · 36,5 моль/л = 0,2756 г = 275,6 мг.