Глава 2. Кислотно-основное титрование 0,01 м раствора h3рo4 раствором 0,01 м NaOh

К методу кислотно-основного титрования относят все титриметрические определения, в основе которых лежит реакция:

При помощи этого метода проводят определение кислот, оснований, солей, имеющие в результате гидролиза кислую или щелочную среду, азо­та, серы в органических соединениях и т.п.

Этапы титрования:

1. Начальный этап титрования (раствор содержит только определяемое вещество)

2. Титрование до первой точки эквивалентности

3. Титрование в первой точке эквивалентности

4. Титрование до второй точки эквивалентности

5. Титрование во второй точке эквивалентности

6. Титрование до третьей точки эквивалентности

7. Титрование в третьей точки эквивалентности

8. Титрование после третьей точки эквивалентности

Рассчитаем кривую титрования 0,01М раствора раствором 0,01М NaOH по степени оттитрованности (f).

1.

При титровании многоосновных кислот наблюдается несколько скачков титрования в зависимости от основности кислоты.

Критерии существования точек эквивалентности

1. Титрование до первой ТЭ возможно если

2. титрование до второй ТЭ возможно если

3. титрование до третьей точки эквивалентности возможно если

В случае титрования фосфорной кислоты будет два скачка титрования и две ТЭ.

1. на кривой титрования наблюдается первый скачок титрования

2. на кривой титрования наблюдается второй скачок титрования

3. на кривой титрования скачок не наблюдается

Рассчитаем изменение рН в ходе титрования.

1. f=0. Раствор слабой кислоты (

кислота диссоциирует значительно и . В этом случае равновесная концентрация недиссоциированной части кислоты равна общей концентрации кислоты за вычетом концентрации ионов водорода, образовавшихся за счет диссоциации кислоты:

.

Тогда

2. После прибавления некоторого количества щелочи образуется буферный раствор, состоящий из и:

Если общие концентрации достаточно велики, происходит подавление диссоциации кислоты. Тогда можно считать, что и , автопротолиз подавлен и можно его не учитывать.

Расчет по степени оттитрованности:

Т.к.

3. Первая точка эквивалентности. В растворе амфолит - .

В растворе , так как часть ионов водорода присоединяется кс образованием. С учетом автопротолиза воды

После преобразования

Отсюда

Если пренебрегаем автопротолизом воды, т.е. при , то

Если , то, тогда

4. прибавление раствора щелочи приводит к появлению в растворе кислой солии образованию буферного раствора.

Автопротолиз не учитываем:

После первой точки эквивалентности. Пустьn_1т - количество титранта прибавленного после первой ТЭ:

5. f =2. Вторая точка эквивалентности. Раствор содержит только амфолит .

В растворе устанавливается равновесие:

В растворе , так как часть ионов водорода присоединяется кс образованием. С учетом автопротолиза воды

После преобразования

Отсюда

Если пренебрегаем автопротолизом воды, т.е. при , то

Если , то, тогда

6. после второй ТЭ в растворе образуется буферная смесь

Автопротолиз не учитываем:

После второй точки эквивалентности. Пустьn_2т - количество титранта прибавленного после второй ТЭ:

7. f = 3. Третья точка эквивалентности. В растворе присутствует только , рассчитаем рН раствора:

⇒ этом случае равновесная концентрация недиссоциированной части основания равна общей концентрации основания за вычетом концентрации гидроксид - ионов, образовавшихся за счет диссоциации основания:

После преобразования:

,

,

,

,

,

,

,

Объем раствора увеличился в 4 раза, а.

8. . В растворе избытокNaOH. рН определяется концентрацией сильного основания . Кислотно-основное взаимодействиеподавлено

Составим таблицу значений рН

Этап	f	Состав раствора	рН-опреде ляющий компонент	Формула расчета рН	Значение рН
1	0				2,25
2	0,5		буферная  смесь ,		2.13
	0,9				3.08
	0,99				4.13
	0,999				5.13
3	1				4,67
4	1,001		буферная  смесь		4.21
	1,01				5.21
	1,1				6.26
	1,5				7.21
	1,9				8.16
	1,99				9.21
5	2				9,77
6	2,001		буферная  смесь		9.32
	2,01				10.32
	2,1				11.37
7	3				11,35
8	4				11,09