Тема: метод нейтралізації

До методу нейтралізації належать усі об’ємні визначення, в основі яких лежить реакція нейтралізації: Н⁺ + ОН^- = Н₂О. При цьому можливі такі випадки кислотно-основної взаємодії:

1. між сильною кислотою і сильною основою;

2. між сильною кислотою і слабкою основою;

3. між слабкою кислотою і сильною основою;

4. між слабкою кислотою і слабкою основою.

У першому випадку в точці еквівалентності, коли кислота повністю нейтралізована лугом, реакція буде нейтральною.

У другому – в точці еквівалентності утворюється сіль сильної кислоти і слабкої основи, яка у водному розчині гідролізується. Реакція буде кислою, рН<7.

У третьому випадку титрування сильної основи слабкою кислотою утворюється сіль сильної основи і слабкої кислоти, яка у водних розчинах зазнає гідролізу. Реакція розчину буде лужною, рН>7.

У четвертому випадку під час взаємодії слабкої кислоти зі слабкою основою в в точці еквівалентності утворюється сіль, яка у водних розчинах гідролізується. У цьому випадку реакція розчину залежить від співвідношення сили кислоти й основи; якщо кислота й основа однакової сили, розчин буде нейтральним.

На практиці титрування кислот і основ можна провести в усіх випадках, крім останнього.

Щоб визначити кінець титрування використовують індикатори. Індикаторами методу нейтралізації є слабкі органічні кислоти або основи, молекулярна формула яких має інше забарвлення, ніж іонна.

Залежно від величини константи дисоціації кислотно-основні індикатори поділяють на сильні, проміжні, слабкі.

Сильні змінюють своє забарвлення в кислому середовищі ( при рН<7). Прикладом сильного індикатору може бути метиловий оранжевий (метилоранж).

Слабкі індикатори змінюють своє забарвлення в слабко лужному середовищі (фенолфталеїн); індикатори проміжної сили змінюють своє забарвлення при рН≈7 (лакмус).

Колір індикатору залежить від концентрації водневих іонів у розчині. Інтервал кислотності розчину, в межах якої змінюється забарвлення індикатору називається інтервалом переходу індикатору.

У межах інтервалу переходу індикатору є значення рН, при якому спостерігається найбільш помітна оком зміна кольору індикатору. Це значення рН називається показником титрування індикатору і позначається рТ. Наприклад, для метилоранжу рТ = 4, для лакмусу – 7, для фенолфталеїну – 9.

Точка еквівалентності правильно визначена тоді, коли різниця значень рТ вибраного індикатору і рН розчину в точці еквівалентності якнайменша.

Коли сильну основу титрують сильною кислотою, тоді можна користуватися слабкими, сильними і проміжними індикаторами; коли слабкі основи титрують сильними кислотами, використовують сильні індикатори, а для титрування сильних основ слабкими кислотами користуються слабкими індикаторами.

Метод нейтралізації використовують і для визначення солей слабких кислот і сильних основ, які у водному розчині внаслідок гідролізу мають сильно лужну реакцію і тому їх титрують кислотами.

Основними робочими розчинами методу нейтралізації є розчини соляної, сірчаної, азотної кислот і розчини лугів (гідроксиди натрію і калію). Ці речовини не відповідають вимогам, які ставляться до вихідних речовин. Тому робочі розчини цих кислот і лугів приготовляють приблизної концентрації, а потім установлюють точну нормальність цих розчинів за допомогою вихідних речовин.

Для встановлення нормальності розчинів сильних кислот найчастіше використовують буру, а для встановлення нормальності розчинів лугу – щавлеву кислоту.