Уфимский государственный нефтяной технический университет

Кафедра «Общая, аналитическая и прикладная химия»

Дисциплина «Аналитическая химия»

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №4

На тему: Определение содержания NaOh и Na2co3 при совместном присутствии. Статистическая обработка результатов анализа

Выполнил(а)

Студент(ка) группы__________ __КОРНАУХОВА_Д.А_

Приняла

доцент кафедры ОАПХ ______________ Чалова О.Б.

Цель работы:

- освоить методику анализа с применением двух индикаторов;

- освоить расчет результатов титрования с фиксированием двух точек эквивалентности;

- определить содержание NaOH и Na₂CO₃ в контрольном растворе;

- произвести обработку результатов анализа, полученных подгруппой, методами математической статистики

-освоить методику анализа каустической и кальцинированной соды.

Для подготовки к лабораторной работе следует использовать материалы лекций [9, 21-23] и пособия [].

Теоретическое обоснование работы

Это определение основывается на методе фиксирования двух точек эквивалентности на кривой титрования.

Вследствие поглощения углекислого газа из воздуха раствор едкого натра всегда содержит примесь соды Na₂CO₃. На практике очень часто нужно знать содержание NaOH и Na₂CO₃ в растворе.

При титровании кислотой Na₂CO₃ сначала превращается в NaНCO₃, а затем - в Н₂CO₃. На кривой титрования образуется две точки эквивалентности. Одна из них соответствует образованию NaНCO₃ (рН = (рК₁ + рК₂)/2 = 8,34), другая - Н₂CO₃ (рН = 4). Вследствие этого раствор соли Na₂CO₃ различно титруется с фенолфталеином и метиловым оранжевым. Интервал перехода фенолфталеина находится в пределах рН = 8 - 10. Для рН ≤ 8 наблюдается окраска кислотной формы индикатора - бесцветная, а для рН ≥ 10 наблюдается окраска щелочной формы - малиновая. В интервале от рН = 10 до рН = 8 малиновая окраска постепенно изменяется до бледно-розовой. Значит с фенолфталеином титрование заканчивается в тот момент, когда весь Na₂CO₃ превратится в NaНCO₃:

СО₃^2- + Н⁺ → НСО₃^- (I)

Когда же Na₂CO₃ титруется с метиловым оранжевым, то порозовение индикатора наблюдается при рН = 4, когда вся соль оттитрована полностью до Н₂CO₃:

СО₃^2- + 2Н⁺ → Н₂СО₃ (2)

Из сравнения приведенных уравнений (1) и (2) видно, что при титровании Na₂CO₃ с фенолфталеином на один моль соли затрачивается один моль соляной кислоты, а с метиловым оранжевым - два моля. Раствор NaOH титруется одинаково и с метиловым оранжевым и с фенолфталеином. Таким образом, с фенолфталеином оттитровывается половина Na₂CO₃ и вся щелочь, а после добавления метилового оранжевого оттитровывается вторая половина Na₂CO₃ (рисунок).

NaOH + Na2CO3
фенолфталеин		метилоранж
Vфф		½ Na2CO3
NaOH	Na2CO3
Vмо

Используя результаты титрования с двумя индикаторами, вычисляют содержание NаОН и Na₂CO₃, при совместном присутствии в растворе. Так как отношение К₁/К₂ ≈ 9000 для H₂CO₃ несколько меньше 10⁴, то скачок рН около точки эквивалентности, соответствующей образованию NaHCO₃, невелик, поэтому это определение не слишком точное. Точность определения понижается также из-за поглощения СО₂ из воздуха или из воды, которой разбавляется раствор, когда часть NaOH превращается в Na₂CO₃.

Дайте определения следующих понятий.

На кривой титрования Na₂CO₃ присутствует …2……скачка;

Титрование Na₂CO₃ в присутствии фенолфталеина протекает по уравнению —Na2CO3 + HCl → NaHCO3 + NaCl.

Титрование Na₂CO₃ в присутствии метилоранжа протекает по уравнению —Na2CO3 + 2HCl → H2CO3 + 2NaCl;

Гидроксид натрия NaOH полностью оттитровывается с индикаторами — фенолфталеин

Дифференцированное титрование двух оснований возможно, если — K₁/K₂>=10^4

При титровании смеси NаОН и Na₂CO₃ в присутствии фенолфталеина протекают реакции — NaOH + HCl → NaCl + H2O;

Na2CO3 + HCl → NaHCO3 + NaCl

При титровании смеси NаОН и Na₂CO₃ в присутствии метилоранжа протекают реакции — NaOH + HCl → NaCl + H2O;

Na2CO3 + 2HCl → H2CO3 + 2NaCl

Методика проведения работы

Лабораторная работа состоит из четырех этапов:

1 этап. Подготовка контрольного раствора образца.

2 этап. Титрование контрольного раствора рабочим раствором кислоты.

3 этап. Расчет содержания NаОН и Na₂CO₃ в контрольном растворе.

4 этап. Обработка результатов анализа, полученных подгруппой, методами математической статистики