3.3. Кондуктометрическое титрование
Электропроводность раствора может служить индикаторным свойством при проведении объемного анализа. Так, например, содержание вещества в растворе может быть определено по изменению электропроводности в процессе добавления к раствору соответствующего реагента.
Об эквивалентной точке титрования судят по изменению характера зависимости электропроводности раствора от объема добавляемого титранта. Точку эквивалентности определяют по резкому излому кривой титрования (пересечению двух прямых), отражающему изменение электропроводности исследуемого раствора по мере прибавления титранта в процессе титрования. Такой метод анализа называется кондуктометрическим титрованием. Метод особенно удобен при анализе мутных или окрашенных растворов, когда нельзя использовать обычные индикаторы.
Факторами, влияющими на электропроводность исследуемого раствора при титровании, являются изменение концентрации ионов и их подвижности.
Рассмотрим вид этих кривых применительно к кислотно-основному титрованию.
Титрование сильной кислоты сильным основанием
При титровании сильной кислоты, например HCl, сильным основанием, например раствором NaOH, в растворе в любой момент находятся ионы H+, Cl-, Na+ и OH-, а электрическая проводимость будет определяться их концентрациями и подвижностями.
Изменение электропроводности до точки эквивалентности (рис. 3.5.) будет определяться действием двух взаимно противоположных тенденций: понижающей за счет уменьшения концентрации ионов водорода и возрастающей за счет увеличения концентрации ионов натрия.
Результирующая этих вкладов приводит к резкому уменьшению электропроводности до точки эквивалентности. Таким образом, падение проводимости вызывается уменьшением концентрации иона H+, имеющего при 25 0С подвижность 350 См см2/(моль-экв.), что намного превышает подвижность иона Na+ [50 См см2/(моль-экв.)]. В момент полной нейтрализации в растворе остаются только ионы Na+ и Cl-.
После точки эквивалентности начинается резкий подъем электропроводности, так как в растворе будет нарастать концентрация ионов Na+ и OH-, подвижность которых составляет 199 См см2/(моль-экв.). Од-
56
нако возрастание будет более пологим, так как подвижность иона OH- почти в 2 раза меньше подвижности иона водорода.
Электропроводность
Количество прибавленной щелочи
Рис. 3.5. Кривая кондуктометрического титрования сильной кислоты сильным основанием
Титрование слабой кислоты сильным основанием
Если кислота слабая, то электропроводность исходного раствора мала, так как ионов H+ мало. По мере добавления раствора сильного основания (рис. 3.6.) электропроводность в отличие от предыдущего случая сразу же увеличивается из-за накопления ионов соли, то есть М+ и А- , так как соль диссоциирует полностью. После достижения точки эквивалентности электропроводность растет за счет увеличения концентрации ионов Na+ и ионов OH- с высокой подвижностью.
Рис. 3.6. Кривая кондуктометрического титрования слабой кислоты сильным основанием
57