22. Построение кривой титрования слабой кислоты сильным основанием, выбор индикатора для титрования.

Титрование слабой кислоты сильным основанием. Например, CH3COOH(водн.) + NaOH(водн) -> CH3COONa(водн.) + H2O(ж.)

Вертикальная часть кривой этого титрования приходится на область значений рН от 6,5 до 11. Следовательно, удобными индикаторами для него оказываются феноловый красный либо фенолфталеин. Индикаторы с диапазоном изменения окраски, расположенным ниже рН 6, как у метилового оранжевого, не подходят для такого титрования,

Кривая титрования слабой кислоты сильным основанием:

В начальной точке кривой титрования рН раствора будет определяться диссоциацией слабой кислоты. Если титруется уксусная кислота, то рН в водном растворе будет определяться равновесием:

СН₃СООН + Н₂О <=> СН₃СОО^- + Н₃О⁺ или СН₃СООН=СН₃СОО^- + Н⁺

рН = ¹/₂рК_кисл – ¹/₂lgс_кисл

для 0,1 М раствора уксусной кислоты рН = ½(4,76 + 1) = 2,88

При добавлении к раствору СН₃СООН сильного основания (NaOH) в результате реакции появится эквивалентное количество ацетат-иона, который в смеси с уксусной кислотой образует ацетатный буферный раствор. Концентрация ионов водорода (или рН) до точки эквивалентности рассчитывается по формуле:

рН = рК_кисл – lgc_кисл + lgс_соли

Для расчета участка кривой титрования 100 мл 0,1 М СН₃СООН до точки эквивалентности задаемся несколькими объемами щелочи (0,10 М NaOH).

 

23. Построение кривой титрования многопротонной кислоты сильным основанием. Выбор индикатора.

Кривые титрования многопротонных кислот

Титрование многопротонных кислот сильными основаниями

может проходить в один или несколько этапов с получением одной

или нескольких точек эквивалентности и скачков на кривой

титрования в зависимости от числа протонов и соответствующих

ступенчатых констант ионизации кислоты. Чтобы получить две

отчетливые точки эквивалентности с хорошо выраженными

эквивалентными частями на кривых при титровании

двухпротонной кислоты Н2А необходимо соблюдение следующих

условий:

1. Значения KM и Кад должны быть достаточно велики, чтобы

выполнялось соотношение Ka-ca

2. Обе константы должны в достаточной степени различаться,

чтобы выполнялось соотношение Ка‚1:Ка‚2 ≥ 1-104 (или в

логарифмической форме АрК = рКад - рКад ≥ 4). B противном

случае титрование второго протона начнется до того, как

закончится титрование первого, и на кривой не будет двух точек

эквивалентности.

Концентрацию Н+ и величину рН исходного раствора кислоты

рассчитывают, исходя из формулы [H+] = 1/Ка‚1-сН„А. Значение

[H+] до точки эквивалентности вычисляют по уравнению

Гендерсона-Гассельбаха [H+] = К ад CH-ZA. Отношение CH-ZA

сНА_/ сНА_

рассчитывают также, как и при титровании слабой кислоты НА

с(Н2А)\2(Н2А) - c_bv_b

CHA_ c_bv_b

Затем находят значение рН в первой точке эквивалентности.

К этому моменту реакция прошла согласно уравнению Н2А + ОН-

HA‘ + H20, т.е. образуется кислая соль типа КгНА, которая в

водном растворе проявляет амфипротонные свойства. Поэтому в

первом приближении [H+] и рН можно вычислить по формулам

[H+] = V Ka,1 ⋅ Ka,2 И ⋮ %(pKa,l ⊹ pKa,2)'

После первой точки эквивалентности начинается реакция

НА” + OH‘ ≺−≻ ∆⊋− + H20.

Таким образом, до тех пор, пока не достигнута вторая точка

эквивалентности, в системе будет присутствовать кислота HA‘ и

её сопряжённое основание А}. Значение [H+] B этих условиях также

вычисляют по уравнению Гендерсона-Гассельбаха для буферного

раствора [H+] = Ка2 L.

СА2_

А рН во 2-й точке эквивалентности - по уравнению,

аналогичному для случая титрования слабой однопротонной

кислоты

pH = 7 + 1/2рКад + 1/21gcA2‘,