Б. Кривая титрования слабой кислоты сильным основанием

При титровании слабой кислоты сильным основанием мы не мо­жем применить способ определения точек кривой, использованный нами для вычисления [Н⁺] в предыдущем варианте. В данном слу­чае для определения рН в точке эквивалентности мы должны иметь в виду, что в растворе будет соль слабой кислоты и сильного осно­вания, которая будет подвергаться гидролизу, и поэтому следует для расчета применять формулу, учитывающую эти явления. Она хорошо известна из курса качественного анализа.

Условия титрования будут идентичны первому случаю, т. е. берут 20 мл 0,1 н. раствора уксусной кислоты и прибавляют 20 мл 0,1 н. раствора щелочи. Для определения начальной точки кривой титрования прежде всего вычисляют [Н⁺] в 0,1 н. растворе уксус­ной кислоты:

Тогда рН = 2,37 + 0,5 = 2,87

рН в точке эквивалентности в данном случае будет уже рассчитываться с учетом явлений гидролиза, так как образовавшийся

ацетат натрия будет вступать в реакцию с водой:

CH₃COONa + Н₂О → СН₃СООН + NaOH

Следовательно, реакция раствора будет щелочная и

Значение рКкисл. остается таким же, как и в первом варианте, т. е. 4,73, а величина Ссоли будет меняться вследствие разбавления раствора и составит 0,1: 2, т. е. 0,05, a lg 0,05, lg 5 · 10^-2 = 0,7— 2 = 1,3. Подставляя значения в основную формулу, по­лучим:

Для расчета рН в промежуточных точках кривой титрования можно пользоваться формулами, которые служат для определения [Н⁺] и рН в растворах слабых кислот и их солей, а именно:

Допустим, что первый раз прилили 10,00 мл раствора гидрокси­да натрия NaOH, тогда количество оставшейся кислоты будет равно (20—10) =10 мл, а объем в колбе увеличился и стал 20+10= 30 мл, следовательно, концентрация кислоты:

Концентрация соли стала:

следовательно, подставив зна­чения в формулу, получим:

Таким образом, можно рассчи­тать все нужные промежуточные точки и поместить их в табли­цу10.2.

На основании рассчитанных данных строят кривую титрования слабой кислоты сильной щелочью (рис. 10.2), которая характеризуется следующими особенностями:

точка эквивалентности лежит в щелочной области рН = 8,72;

скачок рН на кривой титрования небольшой — от рН = 8,0 до рН = 10,0;

исходная точка лежит в менее кислой зоне: рН = 3,0 (2,87),

Таблица 10.2 Изменение рН при титровании 20 мл 0,1 н. раствора уксусной кислоты СН₃СООН 0,1 н. раствором гидроксида натрия NaOH

Прибавлено	NaOH	Остаток CH3COOH	рН
%	Мл	%
99,9   100,1	19,8 19,98 20,00   20,02 20,2	0.1 Избыток 0,1	2,9 4,8 5,7 6.8 7,8 8,9

Рис.10.2 Кривая титрования слабой кислоты сильным основанием

Образующаяся при титровании соль - ацетат натрия - дает при гидролизе слабощелочную среду, и поэтому точка эквивалент­ности не совпадает с линией нейтральности. Следовательно, для данного случая можно применить индикатор фенолфталеин, рН которого равен 9,0 и входит в область скачка. Возможность приме­нения других индикаторов (метилового оранжевого, метилового красного, лакмуса) исключается, так как рТ их будут находиться вне зоны скачка кривой.

Дата добавления: 2015-06-30