Метод кислотно-основного титрування (нейтралізації)

Титрування кислотами та основами.

Можливі такі типи-кислотно-основної взаємодії (в залежності від сили кислот і основ):

- між сильною кислотою і сильною основою;

- між сильною кислотою і слабкою основою;

- між слабкою кислотою і сильною основою;

- між слабкою кислотою і слабкою основою.

Внаслідок взаємодії кислоти і основи утворюються сіль і вода.

У першому випадку утворюється сіль сильної кислоти і сильної основи. Такі солі у водних розчинах не зазнають гідролізу і в точці еквівалентності реакція буде нейтральна (рН=7).

Приклад:

NaOH+YCl=H₂O

У другому випадку в точці еквівалентності утвориться сіль сильної кислоти і слабкої основи. Наприклад:

NH₄OH+HCl=H₂O+NH₄Cl

Такі солі у водних розчинах гідролізують, в результаті чого збільшується концентрація водневих іонів. Таким чином, у точці еквівалентності при титруванні слабкої основи сильною кислотою реакція буде кислою (рН менше 7).

У третьому випадку при титруванні сильної основи слабкою кислотою утворюється сіль сильної основи і слабкої кислоти, наприклад:

NaOH+CH₃COOH↔H₂O+CH₃COONa

Солі реакції у водних розчинах зазнають гідролізу, у точці еквівалентності концентрація гідроксильних іонів збільшується, реакція розчину буде лужна (рН більше 7).

У четвертому випадку при взаємодії слабкої кислоти із слабкою основою в точці еквівалентності утворюється сіль слабкої кислоти і слабкої основи, наприклад:

CH₃COOH +NH₄OH↔ CH₃COONH₄ + H₂O

Солі такого типу у водних розчинах піддаються гідролізу значною мірою, реакція розчину залежить від сили кислоти і основи. Якщо кислота і основа однакової сили, то розчин матиме нейтральну реакцію (рН=7), якщо сильнішою буде кислота, то реакція розчину буде слабко кислою, а при більшій силі основи – слабко лужною.

Індикатори методу кислотно-основного титрування.

Індикатори використовують для визначення кінця титрування. Тому, що практично неможливо підібрати індикатор, який показав би кінець титрування в точці еквівалентності, точку кінця титрування, яку визначають індикатором називають кінцевою точкою титрування. Вона завжди відрізняється від точки еквівалентності. Чим більше ці точки різняться між собою, тим більша помилка титрування.

Індикатори методу нейтралізації є слабкими органічними кислотами або основами. Індикатори бувають одно-і двоколірні. У водних розчинах кислотні індикатори дисоціюють на іони, характеристикою індикатора є його константа кислотної дисоціації.

Залежно від величини цієї константи індикатори поділяють на сильні, проміжні, слабкі.

Сильні індикатори змінюють своє забарвлення в кислому середовищі (представник – метилоранж).

Індикатори проміжної сили змінюють забарвлення при рН≈7 (лакмус).

Слабкі індикатори змінюють забарвлення в слабколужному середовищі (фенолфталеїн).

Колір індикатора залежить від концентрації водневих іонів розчину. Інтервал кислотності, в межах якого відбувається помітна для людського ока зміна забарвлення індикатора, називається інтервалом переходу індикатора. Для переважної більшості індикаторів інтервал переходу лежить у межах двох одиниць рН. Величина інтервалу переходу залежить також від індивідуальних особливостей індикаторів.

У межах інтервалу переходу індикатора є значення рН, при якому спостерігається найбільш помітна зміна кольору індикатора – це показник титрування індикатора рТ.

Головною задачею титриметриного аналізу є не тільки використовувати розчин з точно відомою концентрацією (фіксанал), але й правильно визначити точку еквівалентності.

Існує кілька способів фіксування точки еквівалентності.

1. За власною окраскою іонів визначуваного елементу, наприклад, марганцю у вигляді аніону MnO₄^-

2. За речовиною-свідком:

Наприклад, Ag⁺ + Cl^- " AgCl $

Ag⁺ + CrO₄" Ag₂CrO₄$ (яскраво оранжевий)

У колбу, де треба визначити іони хлору, додають невелику кількість солі K₂CrO₄ (свідок). Потім з бюретки поступово додають визначувану речовину, при цьому першими у реакцію вступають іони хлору, утворюючи білий осад (AgCl).

Таким чином, надлишкова крапля нітрату срібла буде давати яскраво оранжеве зафарбування, тому що увесь хлор вже прореагував.

3. За допомогою індикаторів.

Наприклад, при нейтралізації використовують кислотно-лужні індикатори: лакмус, фенолфталеїн, метил-оранжевий.

Схематично рівновагу індикатору можна виразити кислотно-основною ракцією:

HIn +H₂O In^- + H₃O⁺

H₂O H⁺ + OH^-

H⁺ + H₂O H₃O⁺

На інтервал переходу зафарбування індикатору впливають усі фактори, від яких залежить константа рівноваги (іонна сила, температура, сторонні речовини, розчинник), а також самого індикатору.

Дата добавления: 2014-01-07