Кислотно-основное титрование.
В основе метода лежит протолитическая реакция:
SH
+ S
2SH
В частности в водных растворах
H
O
+ OH
2H
O
В
процессе кислотно-основного титрования
изменяется pH
раствора , поэтому кривые титрования
строят в координатах pH-f
(логарифмические кривые), где f-степень
оттитрованности, т.е отношение количества
оттитрованного в данный момент вещества
(n
)
к исходному количеству определяемого
вещества (n
):
ƒ
=
=
=
=
а
при С
=С
ƒ
=
V
-
объем титранта , добавленный к данному
моменту титрования, V
-
исходный объем титруемого вещества,
V
-
объем титранта добавленный к моменту
эквивалентности, С
и С
молярные концентрации эквивалентов
титруемого вещества и титранта.
Кривые кислотно-основного титрования имеет S- образную форму т.е на них имеются области плавного изменения, резкого изменения pH скачок титрования.
Вывод формул рН при титровании сильной кислоты (HCl) сильным основанием(NaОН)
а) Формула рН до точки эквивалентности (ТЭ)
В любой момент титрования до ТЭ концентрацию титруемого НСl можно представить
[HCl]
=
= C
(1-ƒ)
Концентрация титранта NaОН в растворе до ТЭ ничтожно мала , поскольку при высоком значении константы реакции титрант практически весь тратится на взаимодействие с HCl
Так
как С
С
и при этом пренебрегаем изменением
объема при титровании, то получаем
[HCl]
= C
(1-ƒ)
НСl-
сильная кислота, диссоциирует полностью
и протолитическое равновесие полностью
смещено в вправо, поэтому , без учета
автопротолиза (C(HCl)>10
M)
[H
]
= [HCl]
До
ТЭ значение рН определяется только
ионами Н
за
счет неоттитрованной НСl,
поскольку другими источниками можно
пренебречь:
[H
]
= [HCl]
= C
(1-ƒ)
pH
= -lg[H
]
= -lgC
-lg(1-ƒ)
б) формула рН за ТЭ
За ТЭ концентрация HCl ничтожно мала поэтому за ходом титрования следят по изменению равновесной концентрации титранта –NaОН
[NaOH]
=
[NaOH]
= C
(1-ƒ)
За
ТЭ значение рН определяется избытком
добавленного NaОН.
Т.к KОН-
сильное основание, диссоциирует в
растворе полностью и протолитическое
равновесие смещено полностью вправо.
Поэтому без учета автопротолиза
(C(NaOH)>10
M)
[OH
]
= [NaOH]
pOH
= -lg[OH
]
= -lg[NaOH]
т.к
[H
][OH
]
= K
,
то [Н
]
=
pH
= -lg
(1-ƒ)
в) Формула рН ТЭ
В этот момент в растворе нет ни избытка HCl ,ни избытка NaОН и рН определяется диссоциацией воды :
[H
]
= [OH
]
=
pH
= -lg[H
]
=
pK
Изменение рН при титровании 0.2M HCI c 0.2M NaOH .
|
этап |
f |
Состав раствора |
рН-определяющий компонент |
Формула расчета рН |
Значе-ние рН |
|
I |
0 0.5 0.90 0.99 0.999 |
HCI,
H HCI,
H HCI,
H HCI,
H HCI,
H |
HCI |
рН=-lgC |
0.7 1 1.7 2.7 3.7 |
|
II |
1 |
NaCI,
H |
H |
pH=1/2pK |
7 |
|
III |
1.001 1.01 1.10 1.5 2 |
NaOH,
H NaOH,
H NaOH,
H NaOH,
H NaOH,
H |
NaOH |
pH=pK
|
10.3 11.3 12.3 13 13.3 |
O
O
O
O
O
-lg(1-f)
O
O
O
O
O
O
O
+lgC
+
+lg(f-1)
