Сущность метода. Ацидиметрия и алкалиметрия

МЕТОДЫ КИСЛОТНО-ОСНОВНОГО ТИТРОВАНИЯ (НЕЙТРАЛИЗАЦИИ)

Лекция 10

1 Сущность метода. Ацидиметрия и алкалиметрия

2 Индикаторы метода кислотно-основного титрования

3 Интервал перехода индикаторов, показатель индикатора рК, показатель титрования рТ

4 Кривые титрования

5. Индикаторные ошибки титрования

В основе метода кислотно-основного титрования положена реакция взаимодействия ионов водорода или гидроксония с ионами гидроксила, сопровождающаяся образованием слабодиссоциированных молекул воды (растворителя):

Н⁺ + ОН^- ® Н₂O, Н₃O⁺ + ОН^- ®2H₂O

Этот метод применяется для количественного определения кис­лот (H₂SO₄, НNО₃, НС1, H₃PO₄, СН₃СООН, Н₂С₂O₄ и др.), гидроксидов (КОН, NaOH, Ba(OH)₂ и др.), солей, способных гидролизоваться в водных растворах (Na₂CО₃, К₂СО₃), а также их смесей (смесь NH₄C1 и NaOH) и т. п.

Кислотно-основное титрование имеет два основных метода: ацидиметрия - определение оснований и алкалиметрия - определе­ние кислот.

В качестве рабочих растворов используют чаще всего растворы кислот соляной и серной, растворы гидроксидов NaOH и КОН. Поскольку эти кислоты и гидроксиды не могут быть использова­ны как исходные вещества для приготовления титрованных раство­ров, то сначала готовят растворы примерной концентрации, а точный титр и нормальность их устанавливают по исходным веще­ствам. Чаще всего применяют 0,1—0,5 н. растворы.

В качестве исходных веществ для установления титра раство­ров кислот используют тетраборат натрия или карбонат натрия безводный, а для установления титра растворов щелочей - щавелевую Н₂С₂O₄ · 2H₂O или янтарную Н₂С₂H₄O₄ кислоту. Все эти вещества весьма удобны для работы и дают хорошие результаты при титровании.

Для выяснения сущности процессов, происходящих при кислот­но-основном титровании, изучим реакцию среды в эквивалентной точке при различных случаях титрования. При данном методе точ­ка эквивалентности может лежать в нейтральной (рН = 7), щелоч­ной (рН > 7) и кислой среде (рН < 7).

Различают следующие случаи титрования:

Титрование сильной кислоты сильной щелочью:

НС1 + NaOH ® NaCI + Н₂О

Н⁺ + ОН^- ® Н₂О

Образующаяся соль — хлорид натрия — не подвергается гид­ролизу, и раствор будет иметь нейтральную реакцию. Следователь­но, при титровании сильной кислоты сильной щелочью точка эк­вивалентности находится в нейтральной среде.

Титрование слабой кислоты сильной щелочью:

НСООН + NaOH ® HCOONa + Н₂О

НСООН + ОН^- ® НСОO^- + Н₂О

В точке эквивалентности образуется соль - формиат натрия, - которая, являясь солью слабой кислоты и сильного основания, гидролизуется:

HCOONa + Н₂О ↔ НСООН + NaOH

НСОО^- + Н₂О ↔ НСООН + ОН^-

и в растворе появляется избыток ионов ОН^-. Следовательно, при титровании слабых кислот сильными основаниями точка эквивалентности не совпадает с точкой нейтральности и будет находиться в щелочной среде.

Титрование слабого основания сильной кислотой:

NH₄C1 + Н₂О ® NH₄OH + НС1

NH₄⁺ + Н₂О ® NH₄OH + Н⁺

Образующаяся соль - хлорид аммония - также гидролизуется, и в растворе накапливаются ионы Н⁺, что смещает точку эк­вивалентности в кислую зону. Поэтому при титровании слабого ос­нования сильной кислотой точка эквивалентности тоже не совпа­дает с точкой нейтральности.

Из всего этого следует, что природа реагирующих кислот и оснований оказывает непосредственное влияние на величину рН раствора в точке эквивалентности, что и наблюдается при различных случаях титрования.

Дата добавления: 2015-06-30