|
Кислотно-основноЕ титрованиЕМетоды кислотно-основного титрования основаны на реакциях нейтрализации. Процесс нейтрализации в водных растворах заключается во взаимодействии ионов гидроксония (водорода) с ионами гидроксила, которое сопровождается образованием слабодиссоциированных молекул воды, что описывается уравнением: H3O+ + OH- → 2H2O или H+ + OH- → H2O Методы кислотно-основного титрования позволяют количественно определять вещества, обладающие кислотными или основными свойствами. Для классификации веществ по их кислотно-основным свойствам целесообразно использовать протолитическую теорию кислот и оснований Бренстеда-Лоури. Определение кислот ведут с помощью титрованных растворов щелочей, а основания определяют с помощью титрованных растворов кислот. Применяя специальные приемы титрования, методами нейтрализации можно определять содержание многих солей, дифференцированно титровать смеси сильных и слабых кислот, а также смеси оснований и солей в неводных средах [[2]]. Следует отметить, что в качестве титранта применяют только растворы сильных кислот или щелочей, а титруемыми веществами могут быть как сильные, так и слабые кислоты и основания и их соли, проявляющие кислотно-основные свойства. В процессе титрования рН титруемого раствора изменяется в зависимости от объема прибавленного титранта (VR). Графическое отображение процесса изменения рН в зависимости от объема титранта называется кривой титрования (рис.1). Построение кривой титрования ведут с таким расчетом, чтобы показать значения рН раствора, соответствующие основным моментам титрования: в начальной точке титрования, в начале скачка титрования, в точке эквивалентности, в конце скачка титрования. Под скачком титрования понимают резкое изменение рН раствора вблизи точки эквивалентности Таблица 1 Формулы для вычисления рН растворов электролитов
pK a – показатель константы ионизации слабой кислоты (прил. 1), pK b – показатель константы ионизации слабого основания (прил. 2). Кривые титрования дают возможность проследить изменение рН раствора в различные моменты титрования, рассмотреть влияние концентрации реагирующих веществ на процесс нейтрализации, рассчитать точку эквивалентности и сделать правильный выбор индикатора [[3]]. Вид кривых титрования зависит от степени диссоциации кислоты или основания, от концентрации реагирующих веществ и от природы образующихся веществ. Рис. 1. Кривая титрования 100,00 см3 раствора HCl с С1/z =0,1000 моль/дм3 раствором NaOH с С1/z =0,1000 моль/дм3 В процессе титрования слабых кислот (оснований) в растворе до точки эквивалентности существует смесь слабой кислоты (основания) и ее (его) соли, которая представляет собой буферный раствор. Кривая титрования является асимметричной относительно точки эквивалентности (рис. 2). Рис. 2. Кривая титрования 100,00 см3 раствора CH3COOH с С1/z =0,1000 моль/дм3 раствором NaOH с С1/z =0,1000 моль/дм3 Под буферными растворами понимают электролиты, рН которых изменяется незначительно при разбавлении или добавлении к ним небольших количеств сильной кислоты или щелочи. Буферные системы могут быть 3 типов. 1. Слабая кислота и ее анион А-/ НА: ацетатная буферная система СН3СОО-/ СН3СООН в растворе СН3СООNa и СН3СООН, область действия рН =3,8 – 5,8. 2. Слабое основание и его катион В/ ВН+: аммиачная буферная система NH3×H2O/ NH4+ в растворе NH3 и NH4Cl, область действия рН = 8,2 – 10,2. 3. Смесь амфолита с сопряженной кислотой (основанием): · водородно-гидрокарбонатная буферная система H2CO3/ HCO3- в растворе H2CO3 и NaHCO3, область действия рН =5,4 – 7,4; · гидрокарбонатно-карбонатная буферная система HCO3-/ CO3 2- в растворе NaHCO3 и Na2CO3, область действия рН =9,3 – 11,3; · дигидрофосфатно-гидрофосфатная буферная система H2PO4-/ HPO4 2- в растворе NaH2PO4 и Na2HPO4, область действия рН =6,2 – 8,2 Механизм буферного действия заключается в связывании свободных Н+(ОН-) ионов сопряженной кислотно-основной системой буферного раствора за счет протекания химической реакции и образования эквивалентного количества слабодиссоциированного электролита. СH3COOH + OH- ® CH3COO- + H2O СH3COO- + H+ ® CH3COOH Способность буферного раствора сохранять рН при добавлении сильной кислоты (щелочи) ограничена величиной буферной ёмкости, которая зависит от концентрации компонентов буферной смеси и их соотношения. Буферную ёмкость измеряют количеством молей сильной кислоты или щелочи, которое необходимо добавить к 1 литру буферного раствора Кислотно-основные индикаторы представляют собой слабые органические кислоты или основания с определенным рК а (рК b), которые изменяют окраску в зависимости от рН раствора (см. прил. 3). Интервал значений рН, при которых происходит изменение окраски индикатора Существует два способа выбора индикатора (рис.3): 1. по рТ индикатора: значение рТ индикатора должно совпадать с рН 2. по скачку титрования: интервал рН перехода окраски индикатора должен лежать внутри скачка титрования. Рис. 3. Кривая титрования 100,00 см3 раствора HCl с С1/z =0,1000 моль/дм3 раствором NaOH с С1/z =0,1000 моль/дм3 (интервалы перехода окраски индикаторов) Правильный выбор индикатора возможен лишь при четком представлении о взаимосвязи скачка титрования и рН точки эквивалентности с константой диссоциации кислот и оснований. Методика анализа сводится к приготовлению, стандартизации титранта Лабораторная работа 1 Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем... Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право... Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам... Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|