19. Ацидиметрия, область ее применения. Алкалиметрия и ее использование. Определение точной концентрации соляной кислоты по буре. Определение щелочности природных вод.

Ацидиметрия — это метод кислотно-основного титрования, который определяет содержание аналита путём титрования раствором кислоты.

В ацидиметрии в качестве титрантов используют растворы сильных кислот, преимущественно НСl,  реже Н2SО4, НNОз. Для стандартизации раствора кислоты часто используется Na2СО3 или бура, которые являются первичными стандартными веществами. Титрованные растворы кислот устойчивы и могут храниться без изменения достаточно долго. 

Ацидиметрическое титрование

1. При титровании сильного основания сильной кислотой образуется соль, не подвергающаяся гидролизу, например: NaOH + HCl = NaCl + H2O, поэтому рН в ТЭ определяет только ионизация воды и раствор имеет нейтральную реакцию (pH=7): 2H2O = H30+ + OH-

2. При титровании слабого основания сильной кислотой, например: NH3 + HCl = NH4Cl + H2O, образующиеся ионы слабого основания NH4+ подвергаются гидролизу: NH4+ + H2O =NH3 + H3O , и раствор в ТЭ имеет слабокислую среду (pH  7).

3. При титровании солей, образованных слабой кислотой и сильным основанием, сильной кислотой, например: CH3COONa + HCl = CH3COOH + NaCl,

4. Если титруется соль слабой полипротонной кислоты, то при титровании возникают несколько ТЭ, рН в которых может быть различным. Например, при титровании Na2CO3 раствором HCl наблюдаются две ТЭ и, следовательно, два скачка титрования на кривой титрования.

Область применения

1. В аналитической практике — для определения концентрации сильных и слабых оснований, а также гидролизующихся по аниону солей.

2. В пищевых технологиях — при определении содержания белка в продуктах питания методом Къельдаля.

Алкалиметрия — это метод кислотно-основного титрования, который определяет содержание аналита путём титрования раствором щелочи.

В алкалиметрии титрантами являются растворы щелочей (NaОН, КОН, реже Ва(ОН)2). Растворы щелочей неустойчивы, т.к. способны поглощать диоксид углерода из воздуха. Для установления точной концентрации можно использовать гидрофталат калия, дигидрат щав к-ты, бензойную или винную к-ты

Алкалиметрическое титрование

1. При титровании сильной кислоты сильным основанием реакция среды в ТЭ нейтральная (pH = 7), так как образующаяся соль не подвергается гидролизу.

2. При титровании слабых однопротонных кислот, например, CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O, в ТЭ происходит гидролиз образующихся ацетат-ионов CH3COO- + H2O=CH3COOH + OH-, поэтому среда слабощелочная (pH  7).

3. При титровании кислых солей сильных кислот, например: NaHSO4 + NaOH = Na2SO4 + H2O, образуются соли, не подвергающиеся гидролизу, и ТЭ наступает в нейтральной среде, pH = 7

4. При титровании слабых полипротонных кислот реакция

среды в ТЭ неодинакова. Так, при титровании щёлочью трёхос-

новной ортофосфорной кислоты H3PO4 протекают реакции:

H3PO4 + OH-=H2PO4- + H2O (1 ТЭ, pH = 4,66, К1 = 7,51*10-3)

H2PO-4 + OH- = HPO 2-4 + H2O (2 ТЭ, pH = 9,79, К2 = 6,23*10-8)

HPO 2-4+ OH- = PO 3-4 + H2O (3 ТЭ, pH = 12,7, К = 2,2*10 -13)

Область применения

1. В аналитической практике — для определения концентрации сильных и слабых кислот, а также гидролизующихся по катиону солей.

2. В пищевых технологиях — для нахождения общей (титруемой) кислотности различных напитков, продуктов питания, кормов и сырья.

Определение точной концентрации соляной кислоты по буре

В колбу для титр наливаем 10 мл уст р-ра буры, добавляем 2-3 капли м-о, титруем соляной к-ой до перехода окраски в оранжевую, для фиксации цвета используют свидетель

C(HCl) = C(1/2 Na2B4O7)*Vб/Vср(HCl)

Определение щелочности природных вод

Щелочность воды определяются присутствием соединений, взаимодействующих с сильными кислотами.

В природных водах щелочность вызывается гидрокарбонатами НСО3- (гидрокарбонатная), в щелочных водах – также и карбонатами СО32- (карбонатная).

Щелочность воды характер к-вом кислоты, необход для нейтр1 л воды. Выраж в мг-экв/л.

Различают свободную и общую щелочностью воды. Если рН исследуемой воды более 8,3, то считается, что вода имеет свободную щелочность. Ее величина определяется количеством кислоты, необходимым для нейтрализации компонентов щелочности (ОН-, SiO3-2. CO3-2 и др.) до достижения величины рН исследуемой воды до 4,5 (или по изменению окраски метилоранжа). Если рН воды меньше 4,5, то щелочность воды принимается равной нулю. Воды, имеющие величину рН8,3, не содержат свободной щелочности.

Определение щелочности воды проводится непосредственно после отбора пробы или не позднее 24 часов при условии хранения воды в закрытой посуде, заполненной под пробку.

Затруднения при проведении анализа и получение неточных результатов может быть вызвано наличием взвешенных веществ, свободной углекислоты, хлора и гипохлоритов, соединений, обуславливающих цветность воды. Мешающее влияние взвешенных веществ, устраняется фильтрованием воды. 

20. Комплексонометрия. Комплексоны как частный случай полидентантных хелатных лигандов. Этилендиаминтетрауксусная кислота и ее натриевая соль. Стандартизация раствора.

Комплексоны – многоосновные полиаминокарбоновые кислоты и их соли, анионы которые выступают в роли полидентантных хелатообразующих лигандов.

1945 год – Шварценбах

1. Иминодиуксусная к-то

2. Комплексон 1 – нитринтриуксусная к-та

3. Комплексон 2 -эдта

4. Комплексон 3 – натриевая соль эдта

Комплексонаты – комплексы Ме с комплексонами. Метал к лиганду относятся 1:1

Высокая устойчивость комплексонатов обусловлена наличием в М ЭДТА 6 функц групп с донорными атомами азота и кислорода

Индикаторы комплексонометрии:

1. Эриохром черный (красн в синий)

2. Мурексид – аммонийная соль пурпурной к-ты (красный в фиол)

3. Селиноловый оранж (красн – синий)

Требования к ним:

1. Должны образ достаточно прочные окрашенные раств комплесы

2. Интервал перехода окраски должен входить в скачок титр

3. Окраска Минд и Инд дб контрасной

4. Комплекс должен быстро разрушаться под действием ЭДТА

Методы комплексонометрического титрования особенно важны при определении Ca и Mg при анализе воды на жесткость.

Стандартизация раствора

Проводят по ZnO: ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O; в колбу доб 10 мл хлорида, доб 10 мл аммиачного буфера и 20 мл дист воды, тируют трилоном-Б до перехода красной окраски в голубой

C(ZnCl2) = m(ZnO)/M*0.1

C(Na2H2Y) = C(ZnCl2)*Va/Vcp(na2h2y)

pH = 4-5 ацетатный буфер M^z+ + [H2Y]^2- = [ML]^z-4 + 2H⁺

pH = 8-9 аммиачный буфер M^z+ + [HY]^3- = [ML]^z-4 + H⁺

pH = 10-12 щелочный буфер M^z+ + Y^4- = [ML]^z-4