Работа 10-11 Кислотно - основное титрование

Метод кислотно-основного титрования основан на применении реакции нейтрализации. Основным уравнением процесса нейтрализации в водных растворах является взаимодействие ионов водорода (или гидроксония) с ионами гидроксила, сопровождающееся образованием слабодиссоцииро-ванных молекул воды.

Методы кислотно-основного титрования позволяют количественно определять кислоты (с помощью титрованных растворов щелочей), основания (с помощью титрованных растворов кислот) и другие вещества, реагирующие в стехиометрических соотношениях с кислотами и основаниями в водных растворах.

1. Приготовление рабочего раствора рСl

Цель работы: Приготовить 500 мл 0,1 М раствора соляной кислоты из концентрированного раствора HCl.

Вначале ареометром измеряют плотность раствора конц. HCl и рассчитывают объем этого раствора, необходимый для приготовления 500 мл 0,1 М раствора HCl.

Например, плотность концентрированного раствора HCl равна 1,190 г/см³ . Используя справочные таблицы, находим, что кислота имеет 38,32 %-ную концентрацию.

1) Рассчитаем, сколько граммов соляной кислоты должно содержаться в

500 мл 0,1 М раствора:

1000 мл ¾ 0,1 моль 1 моль ¾ 36,5 г

500 мл ¾ х моль 0,05 моль ¾ х г

х = 0,05 моль х = 1,825 г

2) Учитывая, что в 100 граммах раствора конц. HCl содержится 38,32 г соляной кислоты, вычислим, в каком объеме конц. HCl содержится 1,825 г HCl:

100 г ¾ 38,32 г

х г ¾ 1,825 г

х = 4,76 г

Перейдем к объему, используя формулу: V= m/r = 4,76/1,190=4,0 мл.

Следовательно, для приготовления 500 мл 0,1 М_экв раствора HCl необходимо взять пипеткой или мерной пробиркой 4 мл раствора конц. HCl и довести дистиллированной водой до объема 500 мл.

2. Определение концентрации раствора hCl

В качестве первичного стандарта для определения точной концентрации рабочего раствора кислоты обычно используют тетраборат натрия Na₂B₄O₇×10H₂O (буру). Суммарное уравнение титрования тетрабората натрия кислотой можно представить следующим уравнением:

B₄O₇^2- + 2H⁺ + 5H₂O ® 4H₃BO₃

Выполнение определения. Берут чистую пипетку Мора на 10 мл, ополаскивают ее 0,1000 М_экв раствором тетрабората натрия. Наполняют пипетку этим раствором тетрабората натрия до метки и переносят в колбу для титрования на 250 мл, добавляют 2-3 капли индикатора метилового оранжевого.

Бюретку перед титрованием промывают 2-3 раза небольшим количеством раствора HCl и затем заполняют ее, доводя мениск до нулевой отметки. Проверив, нет ли в капиллярной трубке (“носике”) пузырьков воздуха, начинают титровать до появления розово-малинового окрашивания от одной капли титранта.

Титрование повторяют 3-4 раза и из полученных результатов берут наиболее совпадающие (разница между опытами не более 0,10 мл) и вычисляют среднюю величину объема HCl, пошедшего на титрование.

Расчет.

По результатам титрования вычисляют нормальную концентрацию раствора соляной кислоты:

N_буры × V_буры = N_HCl × V_HCl

где N_буры - нормальная концентрация тетрабората натрия моль-экв/л;

V_{буры -} объем тетрабората натрия, взятый для титрования, мл;

V_HCl -объем раствора соляной кислоты, пошедший на титрование, мл;

N_HCl - нормальная концентрация соляной кислоты моль-экв/л

N_HCl = N_буры × V_буры / V_HCl , (моль-экв/л)

Пример:

Если на титрование 10,0 мл 0,1000 н раствора тетрабората натрия пошло 9,50 мл (средний объем) приготовленного раствора соляной кислоты, то нормальная концентрация HСl равна:

N_HCl = N_буры × V_буры / V_HCl = 10×0,1000/9,50 = 0,105 моль-экв/л