2.7.Определение содержания Na2co3 и NaOh при их совместном присутствии

Определение содержания Nа₂СО₃иNaOHв их смеси может быть выполнено двумя методами, основанными на различных принципах.

Метод 1.Сначала титруют анализируемую смесь 0,1н. кислотой в присутствии фенолфталеина. При этом нейтрализуется весьNaOН и «наполовину»Nа₂СО_3,превращаемый вNаНСО₃. Этим путем можно установить, сколько миллилитров кислоты (V_НС1¹) идет на титрованиеNаOH+1/2Nа₂СО₃. Затем раствор дотитровывают кислотой в присутствии метилового оранжевого. Так устанавливают, сколько миллилитров кислоты требуется на титрованиеNаНСО₃, образовавшегося изNа₂СО₃, т. е. половиныNа₂СО₃.

Таким образом, пользуясь двумя индикаторами, удается наблюдать две точки эквивалентности: первую, когда полностью нейтрализовавNaOHи «наполовину»Nа₂СО₃, и вторую, когда нейтрализуется NaHСО₃. Вэтот момент наступает полная нейтрализация смесиNа₂СО₃+NaOН. В первой точке эквивалентности:

рН =1/2(рК_Н2СО3 +рК_Н2СО3) = 1/2(6,4+10,3)=8,35

Следовательно, когда едкий натр будет полностью нейтрализован, а карбонат натрия превратится в бикарбонат, раствор станет слабощелочным. Этот момент фиксируют с помощью фенолфталеина, меняющего свой цвет и интервале рН—8,0—10,0. Во второй точке эквивалентности:

pH =1/2 рК_Н2СО3‑ 1/2lgС_Н2СО3 = 1/2 6,4 ‑lg5 10^-5 = 3,85

Этот момент фиксируют с помощью метилового оранжевого, меняющего спою окраску и интервале рН =3,1—4,4.

Уравнения реакции:

ОН⁻ + Н⁺  Н₂О

СО₃²⁻ +Н⁺  НСО₃

НСО₃^- +Н⁺  Н₂СО₃ ⇄Н₂О + СО₂

Методика определения. К титруемому раствору прибавляют 3—5капель фенолфталеина и титруют. 0,1н. раствором НС1 до обесцвечивания. По достижении первой точки эквивалентности отсчитывают количество0,1 н.раствора кислоты, израсходованной на нейтрализацию NaOHи «половины»Na₂CO₃ — V_HCl¹. Затем к титруемому раствору прибавляют 1—2 капли метилового оранжевого и титруют до конца. По окончании титрования отсчитывают израсходованное количество кислотыV_HCl^II. Титрование лучше проводить со «свидетелями».

Щелочные растворы легко поглощают CO₂из воздуха. Поэтому отмеренный объем анализируемого раствора титруют немедленно и быстро, избегая излишнего взбалтывания.

Приложение

Концентрация ионов водорода в водных растворах кислот, оснований и солей, подвергающихся гидролизу

Концентрация ионов водорода в водном растворе зависит от концентрации кислоты, щелочи, соли, от константы диссоциации слабых кислот и слабых оснований и от ионного произведения воды.

В таблице приведены формулы для вычисления концентрации ионов водорода или гидроксила в различных растворах.

Раствор	Формула для вычисления концентрации ионов водорода или гидроксила в водном растворе	Пример
Сильная кислота разбавленная (например, НС1)	[H+] =cкисл. рН = ‑ lgcкисл.	сHCl = 0,1 [H+] = 0,1 = 10-1; pH = 1
Сильная щелочь разбавленная (например, NaOH)	[OH‾] =cосн. рOН = ‑lgcосн.	сNaOH = 0,1; OH‾ = 10-1 pOH = 1; pH = 14 ‑ 1 = 13
Слабая кислота (например, СН3СООН)
Слабая щелочь (например, NH4OH)
Слабая кислота в присутствии ее соли (например, СН3СООН+ + СН3СООNa)
Слабая щелочь в присутствии ее соли (например, NН4ОН+ + NН4Сl)
Соль слабой кислоты и сильной щелочи (например, СН3СООNa)		рН= 9-lg3,6= 8,4
Соль слабого основания и сильной кислоты (например, NH4Cl)
Соль слабой двухосновной кислоты (например, Na2CO3
Кислая соль слабой двухосновнойкислоты (например, NaHCO3)

Интервалы перехода окраски некоторых индикаторов*

Индикатор	Интервал перехода pH	Значение pT	Окраска		рКHInd
			в кислой среде, молекулярная форма	в щелочной среде, ионная форма
Тимоловый голубой (1-й переход)	1,2-2,8	2	Красный	Желтый	1,7
Метиловый оранжевый	3,1-4,4	4	Красный	Желтый	3,7
Метиловый красный	4,4-6,2	5	Красный	Желтый	5,1
Лакмус	5,0—8,0	7	Красный	Синий
Феноловый красный	6,4—8,0	7	Желтый	Красный	8,0
Тимоловый голубой (2-й переход)	8,0—9,6	8	Желтый	Голубой	9,2
Фенолфталеин	8,0—10,0	9	Бесцветный	Красный	9,2
Тимолфталеин	9,4-10,6	10	Бесцветный	Синий	9,7
Ализариновый желтый	10,0-12,0	11	Желтый	Сиреневый	10.7