Кислотно-основное титрование в водных средах

Лекция № 12

(метод нейтрализации)

Метод основан на реакции кислотно-основного взаимодействия:

H₃O⁺+ OH^- =2HOH или упрощенно: H⁺ + OH^- = HOH

Кислотно-основное титрование

1.Ацидиметрия 2. Алкалиметрия 3. Галометрия-

Титранты HCl, H₂SO₄ Титранты: NaOH, KOH определение солей

Установочные вещества Установочные вещества ю перегруппировку

Na₂CO₃, Na₂B₄O₇*10HOH H₂C₂O₄ * 2HOH,C₆H₅COOH

Поскольку реакция нейтрализации не сопровождается каким-нибудь внешним эффектом, точку эквивалентности определяют с помощью кислотно-основных индикаторов.

По ионно-хромофорной теории – кислотно-основные индикаторы – это слабые органические кислоты или слабые органические основания, которые в строго определенном интервале pH среды сдвигают равновесие диссоциации в сторону накопления ионной или молекулярной формы индикатора, одновременно индикаторы преобразуют внутримолекулярную перегруппировку, в связи с чем меняют свою окраску.

Здесь вы пишите химизм на примере индикатора фенолфталеина:

Фенолфталеин Фенолфталеин

(бесцветная форма) (малиновый)

Интервал значений pH, в пределах которого индикатор изменяет свою окраску, называют областью перехода, интервалом перехода окраски индикатора.

Интервалы перехода pH, при котором происходит наиболее резкое изменение окраски индикатора и заканчивается титрование, называют показателем титрования данного индикатора pT

В точке эквивалентности. pH = pT±1

Значение интервала перехода и показателя титрования, наиболее важных pH – индикаторов:

pH pT

Тропеолин 00 1,4 – 3,2 2,0

Метиловый оранжевый 3,1 – 4,4 4,0

Метиловый красный 4,4 – 6,2 5,5

Лакмус 5,0 – 8,0 7,0

Фенолфталеин 8,0 – 10,0 9,0

Тимолфталеин 9,4 – 10,6 10,0

Правило выбора индикатора: pT = pH т.э.

При проведении кислотно – основного титрования возникает необходимость решения следующих вопросов:

1. Возможно, ли провести определение вещества титриметрическим методом?

2. Если возможно, то какой индикатор подходит для определения точки эквивалентности титрования?

Ответ на эти вопросы можно получить с помощью построения кривых кислотно – основного титрования, представляющих собой график зависимости изменения pH раствора от объема добавляемого титранта. При этом pT индикатора должен лежать в пределах скачка кривой титрования.

Построение кривых кислотно – основного титрования, позволяет более точно выдрать подходящий индикатор.

Ориентировочно можно подобрать индикатор эмпирическим путем, исходя из свойств продуктов реакции нейтрализации.

NaOH + HCl = NaCl +HOH в ТЭ pH=7 любой кислотно – основный индикатор

CH₃COOH + NaOH = CH₃COONa + HOH в ТЭ pH>7 индикатор фенолфталеин

NH₄OH+ HCl = NH₄Cl + HOH в ТЭ pH <7 индикатор метиловый оранжевый

Основное условие при кислотно - основном титровании одно из взаимодействующих веществ должно быть сильным электролитом, иначе невозможно подобрать индикатор.

Варианты титрования: прямое, обратное, заместительное.

Кислотно – основным методом можно определить:

1. сильные кислоты и основания;

2. слабые кислоты и основания;

3. соли, образованные сильной кислотой и слабым основанием и наоборот;

4. оксиды, амиды, сложные эфиры;

5. карбонатную жесткость воды.

Метод кислотно - основного титрования широко применяется в аналитической практике, в фармацевтическом анализе для количественного определения веществ основного и кислотного характера в водной среде. Применение неводных растворителей (спирт, ацетон, хлороформ ледяная уксусная кислота, диметилформамид и др.) позволяют расширить круг веществ, которые можно определить данным методом.

Приготовление 0,1 моль /л раствора кислоты хлороводородной или кислоты серной (УЧ ½ H₂SO₄)

Количество кислоты, необходимое для приготовления титрованного раствора заданной концентрации рассчитывают по формуле:

а_{килсоты}=Э_{кислоты} М_{кислоты} /V_м.к./1000

или а_{килсоты=}T_{килсоты} * V_м._к

Титрованные растворы кислот готовят по приблизительной навеске из концентрированных кислот, которые не соответствуют требованиям исходного вещества.

Для приготовления берут кислоту, плотность кислоты измеряют с помощью ареометра, по справочным таблицам устанавливают соответствие плотности и концентрации. Далее делают расчеты по формулам.

Рассмотрим на примере приготовления 1 литра раствора кислоты хлороводородной приблизительной концентрации 0,1моль/л из концентрированной кислоты с плотностью p=1,179г/см³. Массовая доля кислоты хлороводородной в растворе, с указанной плотностью, равна 36%. Рассчитаем навеску, чистой хлористоводородной кислоты, необходимую для приготовления 1 литра 0,1 моль / л раствора:

а_{килсоты}=Э_{кислоты} М_{кислоты} /V_м._к./1000 г

a_HCl=36,46 * 0,1 * 1000/1000= 3,646г.

так как готовим из кислоты хлороводородной с массовой долей 36%, составляем пропорцию:

в 100г. раствора содержится 36г. HCl

в x г. раствора содержится 3,646 г. HCl

x= 100 * 3,646/36 =10.13г.

Значит, для приготовления 1литра раствора HCl с приблизительной концентрации 0,1 моль/л необходимо взять 10,13г. раствора кислоты с массовой долей 36%.

Чтобы не взвешивать концентрированную кислоту, пересчитаем массу на объем, используя значение плотности p:

V= x/p = 10,13/1,179 = 8,59мл.

Мерным цилиндром отмеривают примерно 8.6мл концентрированной хлористоводородной кислоты, переносят в склянку. Объем склянки измеряют заранее с помощью мерного цилиндра и делают отметку на стенке склянки маркером. Разбавляют водой очищенной до 1литра (до метки) и тщательно перемешивают. Закрывают пробкой, наклеивают этикетку, подписанную по форме:

Раствор кислоты хлористоводородной

0.1 моль/л

к_{п-----------------}

Дата--------------------------------------------------

Приготовил-------------------------------------------

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: