Кривые титрования

1. Построить кривую титрования сильного основания сильной кислотой. Для этого рассчитать рН при добавлении к 50 мл 0,1М NaOH следующих объёмов 0,1М НС1 (в мл): О; 10; 25; 40; 49; 49,9;50; 50,1; 51; 60; 75; 100. (Считать плотности растворов равными 1,00 г/мл)

Выделить на кривой титрования скачок титрования, точку экви­валентности, выбрать индикатор.

Возможно ли титрование с метилоранжем (рТ=4,0) и с фенолфта­леином (рТ=9)? Каков тип индикаторной ошибки?

2. Вычислить рН в растворе после добавления к 100 мл 0,2М раствора гидроксида натрия 50 мл 0,2М раствора соляной кислоты.

3. Вычислить рН начала скачка при титровании 50 мл 0,1М НС1 раствором гидроксида натрия с с(NaOH)=0,l моль/л.

4. Построить кривую титрования слабого основания сильной кислотой. Для этого рассчитать рН при добавлении к 50 мл водного раствора аммиака с концентрацией аммиака 0,1 мопь/л [К^о(NH₃H₂O)=1,75•10^-5] следующих объёмов 0,1м НС1 (в мл): О; 10; 25; 40; 49; 49,9; 50; 50,1; 51;60; 75; 100 (считать плотности растворов равными 1,00 г/мл). Сравнить полученную кривую титрования с кривой титрования сильно­го основания сильной кислотой (см.пункт 1). Выделить на кривой титрования скачок титрования, точку эквивалентности, выбрать ин­дикатор.

Возможно ли титрование с метилоранжем (рТ=4,0), метиловым красным (рТ=5,0), фенолфталеином (рТ=9). Каков тип индикаторной ошибки?

5. Вычислить рН в растворе после добавления к 50 мл 0,1М раствора уксусной кислоты 25 мл 0,1М раствора гидроксида натрия, если К^о(СН₃СООН)=1,7910^-5. Плотности растворов равны 1,00 г/мл.

6. Вычислить рН в растворе после добавления к 100 мл 0,1М раствора карбоната натрия 50 мл 0,1М раствора соляной кислоты. Плотности растворов равны 1,00 г/мл. Для угольной кислоты: К^о(Н₂СО₃)=4,510-7 К^о(НСО₃^-)=4,810^-11

7. Вычислить рН в растворе после реакции 10 мл водного раст­вора аммиака с с(NH₃)= 0,1 моль/л и 5 мл раствора соляной кислоты с с(НС1)=0,2 моль/л, если К^о(NH₃H₂O) =1,7510^-5 . Плотности растворов рав­ны 1,00 г/мп.

8. Вычислить рН в растворе после реакции 10 мл 0,1М KCN и 10 мл O.IM НС1, если К^o(HCN) =5,0 •10^-10. Плотности растворов равны 1,00г/мл.

Произведение растворимости

Между насыщенным при некоторой температуре водным раствором малорастворимого сильного электролита AmBn и осадком этого вещества устанавливается состояние гетерогенного химического равновесия осадок насыщенный раствор: AmBn(k) = mA + nB

Термодинамическая константа данного гетерогенного равновесия (между малорастворимым соединением и его ионами в растворе) называется термодинамическим произведением растворимости К^опр и записывается как К^опр = a^m(A) aⁿ(B), поскольку для чистого твёрдого вещества AmBn активность a =1.

Из этого выражения следует: произведение активностей иoнов в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам, в насыщенном растворе малорастворимого электролита есть величина постоянная для данного растворителя, температуры, давления.

В растворах с малой ионной силой, в которых коэффициенты активностей f ионов практически равны единице, можно считать, что активности ионов равны их равновесным концентрациям.

Соответственно вместо термодинамического произведения растворимости К^опр используют реальное концентрационное произведение растворимости Кпр = [A]^m∙ [ B]ⁿ.

Например, в насыщенном водном растворе малорастворимого соединения хлорида серебра:

AgCl(k) = Ag⁺(aq) + Cl^-(aq)

s s s

Термодинамическое произведение растворимости К^опр = a(Ag⁺) ∙ a(Cl^-).

Концентрационное произведение растворимости Кпр =[Ag⁺] [Cl^-].

Тогда K^oпр== a(Ag⁺) ∙ a(Cl^-) = f(Ag⁺)[Ag⁺] ∙ f(Cl^-)[Cl^-] = Kпр f(Ag⁺)∙f(Cl^-). Отсюда реальное концентрационное произведение растворимости Кпр = К^опр / f(Ag⁺)∙f(Cl^-).

Следовательно, чем больше величина ионной силы и соответственно меньше коэффициенты активностей, тем больше величина концентрационного произведения растворимости

Растворимостью s вещества называется концентрация его в насыщенном растворе.

____

Для насыщенного раствора хлорида серебра: Кпр = s∙s = s². Растворимость AgCl s = √Кпр

Поскольку увеличивается концентрационное произведение растворимости, увеличивается и растворимость соли.

Эффект повышения растворимости труднорастворимой соли с увеличением ионной силы называется эффектом высыливания

Пример1. Рассчитайте растворимость фосфата бария, если К^опр Ba₃(PO₄)₂) = 6,3·10^-39.

Решение:

Ba₃(PO₄)₂ = 3Ba²⁺ + 2PO₄^3-

Если s- растворимость фосфата бария, то: [Ba²⁺]= 3s , [PO₄^3-] = 2s.

К^опр = (3s)³ (2s)^{2 ­} = 108s⁵ = 6,3 ·10^-39.

_____________

Отсюда s = √ 6,3 ·10^-39 / 108 = 9 10^-9 моль/л.

Пример2 Рассчитайте растворимость CaSO₄ в 0,01 M Mg(NO₃)₂

K^oпр(CaSO₄) = 2,37 ∙

Решение ________

Растворимость CaSO₄ в чистой воде: s = √2,37 ∙10^-5 = 4,87∙10^-3 моль/л.

Ионная сила раствора I = 0,5( 0,01 ∙ 2² + 2∙ 0,01 ∙ 1 + 4,87 ∙10^-3 ∙2² + 4,87 ∙10^-3 ∙2²) = 0,05.

Коэффициенты активности ионов: f(Ca²⁺) = 0,75.и f(SO₄)^2- = 0,55.

Кпр = К^опр / f(Ca²⁺) f(SO₄)^2- = 2,37∙10^-5 / 0,75 ∙0,55 = 5,78 ∙10^-5.

Растворимость сульфата кальция в растворе, содержащем нитрат магния равна

_______

s = √5,78 ∙10^-5 = 7,6 ∙10^-3 моль/л.

Растворимость увеличилась в 1,56 раз.