Метод нейтралізації
Основною реакцією при цьому методі служить реакція нейтралізації – взаємодія кислот з основами. В одній формі вона виражається рівнянням:
Н+ + ОН- =Н2О
За допомогою цього метода проводять кількісне визначення різних кислот, основ, гідролізованих солей, визначають твердість води. Робочими розчинами в методі нейтралізації являються розчини кислот – сульфатна, хлоридна, щавлева, лугів – калій гідроксид, натрій гідроксид, а також гідролізованих солей, що мають в розчині лужну реакцію, наприклад, бура – Na2B4O7·10H2O і сода Na2СО3·10H2O.
Для знаходження точки еквівалентності (кінця титрування) при методі нейтралізації користуються індикаторами. Це речовини, які змінюють своє забарвлення в залежності від концентрації йонів Гідрогену в розчині.
Точка кінця титрування, яку встановлюють по зміні кольору індикатора, може не співспадати з точкою еквівалентності, що являється дійсною точкою кінця титрування. Тому треба завжди вибирати такий індикатор, для якого різниця між точкою еквівалентності і точкою кінця титрування являється найменшою.
Основна вимога при виборі індикатора заключається в тому, що інтервал рН, в якому змінюється забарвлення індикатора, по можливості, повинен бути ближче до рН розчину в точці еквівалентності.
Вибір відповідного індикатора необхідно проводити на основі кривих титрування. Інтервал значень рН, в якому індикатор змінює своє забарвлення, називається областю переходу індикатора.
|
Назва індикатора |
Область переходу рН |
Показник титрування |
|
Метил-оранж |
3,1-4,4 |
4,0 |
|
Метил-червоний |
4,4-6,2 |
5,5 |
|
Лакмус |
5,0-8,0 |
7,0 |
|
Фенолфталеїн |
8,0-10,0 |
9,0 |
Розрахунки в титриметричному аналізі. Обчислення в титриметричному аналізі грунтуються на законі еквівалентів: один еквівалент однієї речовини завжди реагує з одним еквівалентом іншої. Тобто, однакові об’єми розчинів з рівними молярними концентраціями еквівалентів містять такі порції речовин, які повністю витрачаються реагуючи одна з одною.
Для загального випадку об’єми розчинів, що прореагували, обернено пропорційні їх молярним концентраціям еквівалентів:
,
або
Якщо нам відомо об’єм розчину, який аналізують, і об’єм та концентрація робочого розчину можемо обчислити молярну концентрацію речовини еквівалента аналізуємого розчину:
Експериментальна частина
1. Розрахунок і приготування 250 мл розчину h2so4 молярної концентрації еквівалента 0,1 моль/л.
Для приготування розчину використовують концентровану або розведену (1:5) сульфатну кислоту, визначають її густину за таблицею і знаходять масову частку кислоти в %. Для заміру густини застосовують ареометр.
Густину розчину визначають таким чином. У мірний циліндр наливають розчин кислоти, опускають ареометр, щоб він вільно плавав у розчині, не доторкаючись дна і стінок циліндра. За шкалою ареометра визначають густину розчину.
Для кислот, лугів, солей є спеціальні таблиці, користуючись якими можна за густиною обчислити масову частку розчиненої речовини. Якщо в таблиці немає значення густини, що точно відповідає відлику за шкалою ареометру, то масову частку знаходять інтерполяцією (визначають проміжне значення між двома найближчими значеннями в таблиці).
Для виконання даної роботи проводимо наступний розрахунок:
Дано:
V(розч.) = 250 мл
С((1/2 H2 SO4) = 0,1 моль/л
ρ(розчину) = х г/мл
ω(H2 SO4) _= у%
______________________
V(H2 SO4) - ?
Розв`язання.
1. Обчислимо число молей еквівалентів H2 SO4 в 250 мл розчину:
ν((1/2 H2 SO4) = С((1/2 H2 SO4)∙ V(розч.)
ν((1/2 H2 SO4) = О,1моль/л ∙ 0,25 л = 0,025 моль
2. Знайдемо масу кислоти в розчині:
m(H2 SO4) = ν((1/2 H2 SO4) М(1/2 H2 SO4)
М (H2 SO4) = 98 г/моль; М(1/2 H2 SO4) = 98/2 = 49 г/моль
m(H2 SO4) = 0,025 моль ∙49 г/моль = 1,225 г
3. Обчислимо масу розчину більш концентрованої кислоти, в якій міститься 1,225 г H2 SO4:
(г).
4. Визначимо об’єм розчину вихідної кислоти H2 SO4:
мл.