Лекция №3(2)

по_дисциплине Физико-химические методы анализа водных объектов окружающей среды

Тема: Кислотно-основное титрование. (Кривые титрования)

Цель: научиться строить кривую кислотно-основного титрования (зависимость рН тируемого раствора от объема прибавленного титранта), по кривым кислотно-основного титрования научиться подбирать индикатор для фиксирования точки эквивалентности.

ПЛАН:

1. Построение кривой титрование раствора сильной кислоты раствором сильного основания

2. Построение кривой титрование раствора сильного основания раствором сильной кислоты

3. Построение кривой титрование раствора слабой кислоты раствором сильного основания

4. Построение кривой титрование раствора сильного основания раствором слабой кислоты

Литература:

1. Алексеев В.А. Количественный анализ. Учебник. Москва, Издательство «Химия», 1973г.

2. Дорохова Е.Н., Прохорова Г.В. Задачи и вопросы по аналитической химии. М.: Мир, 1984.

3. Скуг Д.Уэст Д. Основы аналитической химии: в 2-х кн.- М: "Мир",1979

4. Алексеев В.Н. Курс аналитической химии. М.: Химия, 1958.

5. Основы аналитической химии: В 2 кн. / Ю.А. Золотов и др. – М.: Высшая школа, 1996.

1. Построение кривой титрование раствора сильной кислоты раствором сильного основания

Задание. Рассчитать и построить кривую титрования 10 мл 0,1 М раствора HCl.

Титрант: раствор NaOH 0,1 M.

Пояснения. Кривую титрования строят по расчетным точкам.

Расчетные точки должны соответствовать следующим этапам титрования:

1. Начальная точка (рассчитывается рН до начала титрования, то есть рН титруемого раствора. В данном случае это 0,1М раствор HCl. Поскольку соляная кислота – сильный электролит (диссоциирует на ионы полностью ), то )

2. Область до точки эквивалентности (в процессе титрования концентрация HCl уменьшается, а растворе образуется NaCl, соль NaCl образована сильной кислотой и сильным основанием, в водном растворе гидролизу не подвергается и поэтому на рН раствора влиять не будет. рН раствора в ходе титрования до т.Э. будет зависеть от концентрации HCl. Сколько моль гидрооксида натрия прибавим, на столько моль уменьшиться содержание соляной кислоты)

3. Точка эквивалентности (ТЭ) (в точке эквивалентности все количество HCl будет полностью оттитровано NaOH, и в растворе будут только находиться продукты их взаимодействия NaCl и H₂O, как уже говорилось выше, NaCl - соль образована сильной кислотой и сильным основанием, в водном растворе гидролизу не подвергается и поэтому на рН раствора влиять не будет, поэтому рН раствора будет зависеть от концентрации ионов водорода, которые образуются в результате диссоциации воды).

4. Область после точки эквивалентности. (После т.Э. в растворе уже не будет содержаться HCl, а будет находиться NaCl и NaOH, соль NaCl на рН не влияет, на рН раствора будет влиять гидрооксид натрия. Гидроокид натрия NaOH – сильный электролит, диссоциирует на ионы полностью , )

Расчеты приводят в виде таблицы.

Расчет кривой титрования 10 мл 0,1 М раствора HCl

0,1 М раствором NaOH

Таблица1.1

№п/п	Объем добавленного титранта, мл	Объем титруемого раствора, мл	Состав полученного раствора	Общий объем смеси в колбе для титрования,мл	Расчет концентрации вещества в титруемом растворе	Расчет рН раствора	рН
			НCl		0,1моль/л	СН+= c (HCl)=0,1M рН=-lgCH+=1-lg1=1
			НCl+ NaCl		Отношение объемов двух взаимодействующих растворов, обратно пропорционально их нормальным концентрациям: Отсюда , в данном случае n=1, т.о. Сн=См	СН+= c (HCl)=0,033M рН=-lgCH+= =-lg3,3·10-2=2-lg3,3=1,48	1,48
	9,90	0,1	НCl+NaCl	19,90	, в данном случае n=1, т.о. Сн=См	СН+= c (HCl)=0,0005M рН=-lgCH+==-lg5·10-4= =4-lg5=3,3	3,3
	9,99	0,01	НCl+NaCl	19,99	, в данном случае n=1, т.о. Сн=См	СН+= c (HCl)=0,00005M рН=-lgCH+==-lg5·10-5= =5-lg5=4,3	4,3
	10,0		NaCl	20,00	СН+;	рН=-lg 10-7=7
	10,01		NaCl+NaOH	20,01	После Т.Э. рН раствора обусловлено концентрацией NaOH. Отсюда , в данном случае n=1, т.о. Сн=См	CNaOH= COH-=4,997·10-5моль/л рН=14-рОН=14-4,3=9,7.	9,7
	10,10		NaCl+ NaOH	20,10	Отсюда , в данном случае n=1, т.о. Сн=См	CNaOH= COH-=4,975·10-4моль/л рН=14-рОН=14-3,3=10,7.	10,7
			NaCl+ NaOH			CNaOH= COH-=2,0·10-2моль/л рН=14-рОН=14-1,7=12,3.	12,3