Расчет кривой титрования сильной кислоты щелочью

Пример. Титруют 100,00 см³ раствора HCl с молярной концентрацией 0,1 моль/дм³ () раствором NaOH с молярной концентрацией 0,1 моль/дм³ (). Рассчитайте и постройте кривую титрования с учетом разбавления раствора. Определите величину скачка ∆рН вблизи Т.Э. для уровня ошибок η = ± 1% и η = ± 0,1%. Подберите индикатор для фиксирования конечной точки титрования (КТТ).

Решение. Расчет кривой титрования ведем с учетом разбавления раствора в процессе титрования

где R – степень разбавления раствора; – концентрация титруемой кислоты, моль/дм³; – концентрация титранта, моль/дм³; τ – степень оттитровывания раствора.

Так как , то .

В процессе титрования протекает реакция HCl + NaOH =NaCl + H₂O

Рассчитаем рН титруемого раствора, соответствующий основным моментам титрования:

а) До начала титрования τ = 0

В растворе только соляная кислота с концентрацией 0,1 моль/дм³

HCl↔H⁺ + Cl^-

[H⁺] = [HCl] = 0,1моль/дм³, рН = -lg0,1 = 1

б) До Т.Э. при 0 < τ < 1. Концентрацию [H⁺] рассчитывают по формуле:

рН=-lg[H⁺]

τ = 0,1 = 8,2 · 10^-2 моль/дм³ рН = 1,09

τ = 0,5 =0,0333 моль/дм³ рН = 1,48

τ = 0,9 = 5,3 · 10^-3 моль/дм³ рН = 2,28

τ = 0,99 = 5,0 · 10^-4 моль/дм³ рН = 3,30

τ = 0,999 = 5,0 · 10^-5 моль/дм³ рН = 4,30

в) В Т.Э. при τ = 1в растворе только продукт реакции NaCl, соль, не вступающая в реакцию гидролиза

[H⁺] = [ОH^-] = 10^-7, рН=7

г) После Т.Э. τ > 1. Раствор содержит избыток ионов ОH^-, концентрацию которых рассчитываем по уравнению:

рН=14+lg[OH^-]

τ = 1,001 = 5,0 · 10^-5 моль/дм³ рН = 9,7

τ = 1,01 = 5,0 · 10^-4 моль/дм³ рН = 10,7

τ = 1,1 = 4,8 · 10^-3 моль/дм³ рН = 11,7

τ = 1,5 = 0,02 моль/дм³ рН = 12,3

По полученным значениям строим кривую титрования:

Скачок титрования ∆рН для ошибки титрования η = ± 0,1%:

Скачок титрования ∆рН для ошибки титрования η = ± 1%:

В данном случае для фиксирования КТТ можно использовать все три индикатора. Но наименьшая индикаторная ошибка титрования будет, в случае использования метилового красного (рТ = 5).

Дата добавления: 2014-01-13