1.3 Титриметрические методы анализа, основанные на реакциях нейтрализации

К методу нейтрализации относятся все определения, в основе которых лежат реакции:

H₃O⁺ + OH^- = 2H₂O

( H⁺ + OH^- = H₂O )

Метод позволяет определять в растворах не только концентрацию кислот или щелочей, но и концентрацию гидролизующихся солей.

В зависимости от того, кислота или щелочь использованы в качестве титрантов, различают ацидиметрию и алкалиметрию.

Для определения в растворах щелочей или солей, дающих при гидролизе щелочную реакцию используют титрованные растворы кислот (ацидиметрия).

Концентрацию кислот и солей, дающих при гидролизе среду, определяют с помощью титрованных растворов щелочей (алкалиметрия).

Точку эквивалентности при нейтрализации определяют по изменению окраски индикатора (лакмуса, метилового оранжевого, метилового красного, фенолфталеина).

1.3.1 Лабораторная работа №1.

Алкалиметрическое титрование

Приготовление рабочего раствора NaOH.

Титрованные растворы щелочей используют для количественного определения кислот. Обычно применяют 0,1 н раствор, содержащий 0,1 моль/л NaOHв 1 л раствора (4 г на 1 л).

Так как NaOHиз-за своей гигроскопичности и способности поглощать СО₂из воздуха всегда содержит Н₂О иNaHCO₃, поэтому приготовить растворы с точной концентрацией (титром) по точной навеске невозможно.

Точную концентрацию раствора едкого натра устанавливают по щавелевой кислоте Н₂С₂О₄ ·Н₂О, которая реагирует сNaOHпо следующему уравнению:

Н₂С₂О₄ +2NaOH=Na₂C₂O₄+2 Н₂О

Из уравнения следует,что молярная масса эквивалента щавелевой кислоты равняется ее молекулярной массе, деленной на два.

г

Стандартизация раствора едкого натра по щавелевой кислоте

Реактивы:стандартное вещество Н₂С₂О₄·2Н₂О

индикатор -фенолфталеин

титрант-0,1 н раствор NaOH

Методика определения

Для приготовления 100 мл 0,1 н раствора щавелевой кислоты следует взять навеску:

г

1. взятие навески:

масса бюкса с веществом г

масса бюкса г

навеска Н₂С₂О₄·2Н₂О г

2. растворяют навеску в мерной колбе на 100 мл, доводят раствор до метки дистиллированной водой.

Титр раствора определяют по формуле

г/см³, гдеm-масса взятой навески.

Молярную концентрацию эквивалента приготовленного раствора вычисляют:

моль/л

3. заполняют бюретку приготовленным раствором едкого натра.

4. Аликвотную часть щавелевой кислоты (раствор пипеткой, Vпипетки=10 мл) переносят в коническую колбу, добавляют 1 каплю фенолфталеина и титруют по каплям из бюретки раствором едкого натра до изменения окраски индикатора из бесцветной в розовую.

VН₂С₂О₄·2Н₂О , млVNaOH, мл

10,0 -

10,0 -

10,0 -

-------------------

Vсреднее

5. расчет молярной концентрации эквивалента и титра рабочего раствора едкого натра

С_{н NaOH}·V_NaOH=С_нН2С2О4·V_Н2С2О4

, г/см³

Где С_н-нормальная концентрация едкого натра, М(э)_NaOH-молярная масса эквивалента едкого натра.

Установив титр и нормальную концентрацию рабочего раствора NaOH, делают контрольную задачу на определение содержания количества кислоты в растворе.

Контрольная задача.

Определение граммового содержания серной кислоты в растворе.

Реактивы: стандартизированный раствор NaOH,

Индикатор-фенолфталеин,

Раствор Н₂SО₄

Реакция лежащая в основе определения:

Н₂SО₄ +2 NaOH = Na₂SO₄+2H₂O

Методика определения

1. Раствор Н₂SО₄доводят в мерной колбе на 100 мл до метки. Отбирают аликвотную часть 10 мл пипеткой, переносят в колбу для титрования., добавляют 1-2 капли фенолфталеина.

2. Титруют раствор серной кислоты из бюретки раствором едкого натра до изменения окраски фенолфталеина из бесцветной в розовую.По результатам трех титрований проводят вычисления.

VН₂SО₄ , млVNaOH, мл

10,0 -------------

10,0 -------------

10,0 -------------

-------------

Vсреднее

Расчет граммового содержания серной кислоты

1 способ: вычисление молярной концентрации эквивалента и титра раствора Н₂SО₄

С_Н Н₂SО₄=, моль/л

Т==, г/см³

Вычисление граммового содержания Н₂SО₄ в 100 мл раствора:

QН₂SО₄ =TН₂SО₄ ·V_колбы, (г)

2 способ: Вычисления титра раствора NaOHпо Н₂SО₄

Т NaOH/ Н₂SО₄=, г/см³

Вычисления граммового содержания Н₂SО₄в 100 мл раствора:

QН₂SО₄= ТNaOH/ Н₂SО₄·VNaOH·, г