Лабораторная работа № 6

"Определение массы натрия гидроксида и натрия карбоната

при их совместном присутствии в растворе"

Растворы щелочей почти всегда содержат карбонаты в виде при­месей. Эти вещества могут быть определены раздельно в одном раст­воре титрованием кислотой. Карбонат-ион представляет собой слабое двухкислотное основание и поэтому последовательно присоединяет два иона водорода:

СО₃^2- + H⁺ = НСО₃^-

НСО₃^- + Н⁺ = Н₂СО₃

Точке эквивалентности первой реакции соответствует рН 8,34. При этом получается раствор гидрокарбоната. Если в растворе од­новременно присутствовала щелочь, то при данном значении рН она также почти полностью вступает в реакцию. Таким образом, титруя исходный раствор кислотой до рН 8,34, одновременно нейтрализуют щелочь и карбонат превращают в гидрокарбонат. Индикатором в этом титровании может служить фенолфталеин. Дальнейшее добавление кис­лоты приводит к превращению гидрокарбоната в угольную кислоту. Точке эквивалентности соответствует рН 4. При этом титрование сле­дует вести с индикатором метиловым оранжевым. На основании изло­женного можно заключить, что анализ смеси щелочи и карбоната сво­дится к последовательному титрованию исследуемого раствора кисло­той до обесцвечивания фенолфталеина, а затем до перехода желтой окраски метилового оранжевого в розовую.

Получите у лаборанта исследуемый раствор в мерной колбе на 50 мл и доведите объем до метки дистиллированной водой- При помо­щи аналитической пипетки отберите по 10 мл раствора в колбы для титрования. Добавьте в каждую колбу по 1-2 капли фенолфталеина и титруйте исследуемый раствор рабочим раствором соляной кислоты до исчезновения окраски (розовое окрашивание не должно появляться вновь в течение 30 секунд). Запишите первое показание бюретки V₁ в таблицу 8. Добавьте в колбу по 1-2 капли метилового оранжевого и продолжайте титрование до перехода желтой окраски раствора в розовую. Запишите второе показание бюретки V₂. После этого вновь заполните бюретку кислотой и титруйте следующие пробы до получе­ния воспроизводимых результатов. Результаты всех титрований запи­шите в таблицу.

Объем исследуе-мого р-ра, мл	Объем титранта HCL, мл	Масса NaOH, г	Масса Na2CO3, г
с фенолфталеином	с метиловым оранжевым
10,0 10,0 10,0

Объем раствора кислоты, затраченный на первое титрование (V₁), эквивалентен содержащейся и в растворе щелочи и половине всего количества карбоната, т. к. ион СО₃^2- при этом присоединяет лишь один ион водорода. Объем кислоты, затраченный на второе тит­рование (V₂ – V₁), эквивалентен половине имеющегося количества карбоната, т.к. на этой стадии ион НСО₃^- присоединяет второй про­тон. На реакцию с карбонатом на каждой стадии затрачиваются рав­ные объемы кислоты. Поэтому всего на титрование карбоната идет объем кислоты V₃ = 2(V₂ – V₁) мл. На нейтрализацию щелочи затра­гивается объем кислоты V₄ = V₂ – V₃. Рассчитайте V₃ и V₄ по най­денным объемам затраченной кислоты, рассчитайте концентрацию ана­лизируемого раствора по каждому веществу.

Вопросы для самоподготовки:

1 Какие факторы определяют выбор индикатора при кислот­но-основном титровании?

2 Кривые кислотно-основного титрования.

3 Какие стандартные растворы применяются при кислотно-основном титровании?

Расчетные задачи:

1. Какую массу дигидрата щавелевой кислоты H₂С₂О₂ нужно ваять, чтобы на ее титрование расходовалось 20 мл 0,1 М раствора NaOH? (M(H₂C₂O₄ × 2H₂O) = 126 г/моль). Ответ: 0,1260 г

2. 9,7770 г концентрированного раствора НNO₃ разбавили водой до 1 л в мерной колбе. На титрование 25,00 мл полученного раство­ра израсходовано 3,40 мл 0,1040 М раствора NaOH. Определите мас­совую долю азотной кислоты в ее концентрированном растворе. Ответ: 62,73 г

3. На титрование 20,00 мл раствора НС1 с титром, равным 0,001825 г/мл, израсходовано 23,04 мл раствора NaOH. Вычислите молярную концентрацию эквивалента и титр раствора NaOH.

Ответ: 0,04 моль/л; 0,001600 г/мл

4. На титрование 0,2860 г Na₂CO₃ ∙l0H₂O в присутствии метило­вого-оранжевого израсходовано 24,10 мл раствора НС1. Рассчитайте молярную концентрацию и титр раствора НС1.

Ответ: 0,08299 моль/л, 0,003029 г/мл.

Дата добавления: 2015-06-30