3.5. Выводы.

• При титровании угольной кислотой наблюдается две точки эквивалентности.

Титрование до второй точки эквивалентности невозможно (K_a,1/K_a,2 < 10⁴).

• Точка эквивалентности не совпадает с точкой нейтральности, лежит в щелочной области (pH_ТЭ = 8,35).

• Скачёк на кривой титрования зависит от силы протолитов. Чем слабее титруемая кислота, тем меньше скачёк титрования.

• Скачёк на кривой титрования зависит от концентрации титруемых растворов. Чем больше концентрация, тем больше скачёк на кривой титрования.

• Скачёк на кривой титрования зависит от температуры. С повышением температуры скачёк уменьшается.

• Вблизи точки эквивалентности необходимо учитывать автопротолиз H₂O и протолиз, образовавшейся соли.

• Скачёк pH при титровании 0,1М Na₂CO₃ 0,1М раствором HCl равен 1,7 единицы.

4. Комплексонометрия.

Комплексометрия основана на реакциях образования комплексов. Титриметрические методы, основанные на реакциях комплексообразования, используются, приблизительно, уже целое столетие. Но наибольшее применение комплексометрии в аналитической химии было достигнуто сравнительно недавно, в результате введения в практику титриметрии полидентантных лигандов. Полидентантные лиганды реагируют с ионами металла в простом стехиометрическом соотношении (чаще всего 1:1). Для таких систем наблюдается максимальное изменение рМ вблизи ТЭ на кривой титрования. Титрование с использованием полидентантных лигандов называют комплексонометрией.

К комплексонам относится группа полиамино-полиуксусных кислот. Наиболее часто применяют этилендиаминтетрауксусную кислоту (комплексон-II). На практике используют её двунатриевую соль

Na₂H₂Y•2H₂O (комплексон- III), обозначаемую ЭДТА. Наиболее ценным

свойством ЭДТА, как титранта, является его способность реагировать с ионами металлов в отношении 1:1 независимо от заряда катиона.

Этилендиаминтетрауксусная кислота (H₄Y) имеет структуру:

HOOC--- CH₂ CH₂--- COOH

N---CH₂---CH₂---N

HOOC--- CH₂ CH₂--- COOH

Это сложная четырехосновная кислота: рК₁=2; рК₂=2.67; рК₃=6.16; рК₄=10.26. Для написания её формулы и формул её ионов часто используются сокращения: H₄Y, H₃Y^-, H₂Y^2-, HY^3-, Y^4-.

4.1. Титрование Zn 0,1 М раствором ЭДТА. Вывод формул для расчета кривой комплексометрического титрования.

Уравнение титрования :

Zn + YZnY

По уравнению реакции видно, что титрант и определяемое вещество реагирует в мономерном отношении 1:1. т.е эквивалентами данных соединений являются сами молекулы .

1. Расчет кривой до ТЭ :

До ТЭ n<n. т.е f<1. В растворе имеются недотитрованные ионы Zn. Поэтому показатель концентраций их определяется формулой :

PZn = -lg[Zn] (1)

Следовательно, без учета изменений объема V=V.Поэтому показатель

концентрации: , где n(Zn)- количество вещества Zn, оставшегося после прибавления титранта.

Количество недотитрованного Zn можно записать:

Тогда уравнение (1) примет вид:

,где - начальная концентрация Zn

Таким образом, получаем конечную формулу расчета кривой титрования Zn до ТЭ:

pZn = -lg(1-f)*C

pZn = -lg(1-f )- lgC

б) Расчет кривой в ТЭ:

ТЭ достигается только в том случае если прибавлено эквивалентное количество титранта (ЭДТА), т.е n=n, f=1. Рассмотрим качественный состав раствора. В ТЭ имеется водный раствор ЭДТА с катионами Zn. Поэтому единственным источником Zn является диссоциация комплекса. А показатель концентрации определяется константой устойчивости ZnY

β

Равновесные концентрации , поэтому:

β,

pZn = -lg

pZn = -1/2 lg

Вследствие того, что комплекс ZnY диссоциирует незначительно, можно принять

pZn =

pZn =

в) Расчет кривой титрования после ТЭ:

После ТЭ n>n, f>1. в растворе избыток ЭДТА, а также комплекс его с катионами Zn. Единственным источником Zn является диссоциация комплекса. А показатель концентрации определяется не только константой устойчивости комплекса, но избыточным количеством титранта. В данном случае:

, но поэтому

, где

n- количество вещества титранта, прибавленного после ТЭ,

Следовательно, без учета изменений объема:

, ,

Получаем:

, =

Расчет кривой титрования иона Znкомплексоном ()

4.2. Таблица значений рZn.

f	Состав	Формула расчета	рZn
0 0,1 0,5 0,9 0,99 0,999	, ,		1 1.05 1,3 2,00 3,00 4
1			8,63
1,001 1,01 1,1 1,5	, , , ,		13,25 14,25 15,25 15,95