В.Н. Алексеев - Количественный анализ (1054949), страница 62
Текст из файла (страница 62)
Этот переход окраски обычно воспринимается' с трудом и не может быть уловлен особенно точно. Гораздо л лови егче у ть обратное изменение ее, т. е. переход из желтой в розовую. Поэтому титрование с метиловым оранжевым проводят обычно от щелочи к кислоте, Прн титровании от кислоты к щелочи с фенолфталенном происходит легко уловимый переход окраски (от бесцветной к розовой).' Однако и обратное изменение ее наблюдается достаточно точно. Поэтому порядок титрования не имеет здесь такого значения, как при употреблении метилового оранжевого.
Следует обратить внимание на то обстоятельство, что при различном порядке титрования титруют до различных оттенков окраски и, следовательно, до различных величин рН. Например, титрование от щелочи к кислоте с метиловым оранжевым заканчивают при рН 4,0. Если титровать от кислоты к щелочи (т.
е. до пожелтения раствора), титрование заканчивают при рН 4,4. Также тнтрование с фенолфталеином от кислоты к щелочи заканчивают при рН 9 (слабое порозовение), а от щелочи к кислоте при рН 8 (обесцвечивание). Если скачок на кривой титрования достаточно резок и оба значения рН не выходят за его пределы, указанное обстоятельство не имеет практического значения, но при отсутствии этих условий оно может оказаться весьма существ ным. у енЧтобы легче уловить изменение окраски в момент окончания титрования, удобно, особенно при титровании с метиловым оранжевым, пользоваться так называемым свидетелем. Для приготовления такого свидетеля в колбу помещают приблизительно такое же количество дистиллированной воды, каким будет общий объем жидкости при окончании титрования. Прибавив столько капель метилового оранжевого, сколько его будут употреблять при титровании, добавляют туда же из бюретки 1 — 2 капли кислоты, чтобы появилось очень слабое, но заметное порозовение раствора.
До такого же оттенка стараются довести окраску исследуемого аствора при титровании. у мого раси точи Применение свидетеля дает возможность не только увер увереннее п авк н ее установить момент конца нейтрализации но и вве р у а тот избыток кислоты, который затрачивают при титровании с метиловым оранжевым, чтобы вызвать достаточно заметное порозовение его. Иногда наряду с описанным свидетелем (или вместо него) применяется также другой свидетель, отличающийся от первого отсутствием кислоты и имеющий поэтому чисто-желтую о Поместив оба свидетеля рядом с титруемым раствором и все время сравнивая с ними окраску раствора, можно еще точнее уловить момент окончания нейтрализации, р бо. Влияние различная Факторов на показания индикаторов 355 Для того чтобы сделать перемену окраски индикатора более резкой и приурочить ее к более узкому интервалу значений рН, применяют так' называемые смешанные индикаторы. Обычно они представляют собой смеси какого-либо индикатора с индифферентным красителем.
Цвет красителя должен быть дополнительным к цвету индикатора, который он имеет при рН, равном показателю тнтрования индикатора. Следовательно, при достижении этого рН раствор обесцвечивается. Иногда вместо таких смесей употребляют надлежащим образом подобранные смеси двух различных индикаторов.
Таблица 13. Смеаяивые мядвкеторы Цвет Состав рвстввров индикатора рт Примсчвиив кислоткой щелочкой формы формы. 5,1 Очень резкое измепевяе окраски А. Бромкрезодовый сивий (0,!с)в в спирте) Б. Метпловый красный (ОДсй в спирте) Зс! Красный Зсдеяый А. Нейтрелькь)й красный (0,1зь в воде) Б. Метидеиовея синяя (0,1тс в спирте) Зеленый 7,0 Сохрвяять в темной скляяке Фиоле- товый При рН б,б бледно- зедеяый А.
Феяолфтздеяп (0,11ь в бомм-яом спирте) Б, а-Нзфтолфтздеип (0,1сй в босй-пом сиярте) Слабо- Фподерозовый товий 3,9 3:1 9,0 Прк рН 9,0 зедепый Фиолет- овыйй 1: 3 Желтый А. Тнмоновый свпвй (0,1% в 50!й-пом спирте) Б. Феяодфтвлевя (0,1% в 50%-ком спирте) ' а этой срвфс укзззио, в каком соьвмзем отиоавияи смеаиваот перед уиотреблмаем рзстзоры А и В. 288 Глана гг!. Метод кислотно-основного титрованил гнейтрализиг!игг) Рассмотрим индикатор, получаемый растворением 1 е метилового оранжевого и 2,5 г'индигокармина в 1 л воды. Индигокармин представляет собои синий краситель, цвет которого не меняется при титровании.
Следовательно, окраска раствора складывается из его окраски и окраски метилового оранжевого. В щелочной среде (точнее, при рН ~ 4,4) рассматриваемый индикатор оказывался зеленого цвета (сочетание желтого и синего цветов). В кислой среде (при рН ( 3,0) индикатор должен быть фиолетовым (сложение розового и синего цветов). При рН, соответствующем рТ данного индикатора (т. е. 4), окраска раствора слагается из розовато-оранжевого и синего цветов, являющихся дополнительными друг к другу, и представляется поэтому бледно-серой, почти бесцветной. Момент этого обесцвечивания зеленого или фиолетового раствора при титровании с рассматриваемым индикатором уловить гораздо легче (особенно ° при искусственном освещении), чем появление переходной розовато-оранжевой окраски самого метилового оранжевого.
Известно большое число различных смешанных индикаторов. Некоторые из иих приведены в табл. 13. По цвету смешанных индикаторов можно заметить изменения рН порядка О,! — 0,15. Поэтому такие индикаторы весьма удобны тогда, когда скачок рН на кривой титрования невелик. При помощи их удается иногда провести титрование даже в тех случаях, когда скачок РН отсутствует. Например, было найдено, что со смешанным индикатором, состоящим из нейтрального красного и метилеповой синей (см.
табл. 13), можно оттитровать раствор ХН,ОН уксусной кислотой. Как будет показано ниже, прн применении этих индикаторов в отдельности такое титрование провести невозможно. 2 61. Кривые титрования. Титрование сильных кислот сильными основаниями (или наоборот) В $ 56 было показано, что точка эквивалентности может находиться в нейтральной, кислой или щелочной средах в зависимости от природы титруемых веществ. Для того чтобы правильно выбрать индикатор, нужно знать, как изменяется рН в процессе титрования, вблизи точки эквивалентности, какое значение рН имеет раствор в точке эквивалентности.
Чтобы ответить на все эти вопросы прибегают к расчету и построению кривых титрования. Кривые титрования в методе кислотно-основного титрования являются графическим изображением изменения рН раствора при постепенном прибавлении рабочего раствора к определенному количеству исследуемого раствора.' Для упрощения вычислений (что не приводит к заметным ошибкам) обычно не учитывают й 6!.
Титрозание сальник кислот сильными основаниями разбавления раствора в процессе его титрования, а также пользуются понятием «концентрация», а не «активность», Остановимся на методе построения кривых титрования. Положим, например, что 100 гил 0,1 н. раствора НС) титруют 0,1 н. раствором ХаОН. Вычислим величины рН раствора в различные моменты титрования. При вычислении рН раствора сильных кислот или оснований (поскольку по современным представлениям они вонизировань! в растворах практически полностью) концентрацию ионов Н' (или ОН ) можно приравнять к общей концентрации кислоты (или основания). Для упро!цения вы шслсиий, как сказано выше, будем считать, что общий объем раствора при титровании не меняется.
В действительности этот объем к концу титрования увеличивается вдвое. Очевидно, ошибка в вычислении величины рН без учета увеличения объема равна !д2, т. е. приблизительно 0,3. Такая ошибка в данном случае па выводах не отразится, и потому с нею можно не считаться. До начала титроваиия имеется О,! н. раствор НС1, р1! которого равен 1. Положим теперь, что к !00 мл 0,1 н, раствора НС! прибавлено 90 мл 0,1 н, раствора ХаОН. При этом 09 (т. с.
90о/о) всего количества кислоты будет нейтрализовано. Свободной кислоты останется в 10 раз меньше, чем ее было до начала тптроваиия. А так как изменениями объема пренебрегают, то можно считать, что концентрация свободной кислоты (С„и, ) станет в 10 раз меньше, чем была вначале, т. е, будет равна 0,01 лголь/л. Следовательно, рН раствора в этот момент будет приблизительно равен* 2. Когда к титруемому раствору прибавляют 99 мл ХаОН, концентрация свободной НС! уменьшается егце в !О раз, т.
е. до 0,001 моль/л, а рН раствора возрастает приблизительно до 3. Так же найдем, что при добавлении 99,9 лъл ХаО)! Сии,л понизится до 0,0001 моль/л, а рН возрастает приблизительно до 4. Когда к 100 мл взятой для титрования НС! прибавляют ровно 100 мл раствора ХаОН той же нормальности, то в раствор вводят как раз эквивалентное имевшейся кислоте количество щелочи, т. е, достигают точки эквивалентности. В этот момент раствор будет содержать только образующуюся при реакции соль ХаС!.
Поскольку же последняя не подвергается гидролизу, рН раствора будет равен 7. Именно в этот момент следует заканчивать титрование. Однако для того, чтобы получить представление о ходе изменения рН в тех случаях, когда тптруют щелочь кислотой, продолжим вычисление вплоть до 100%-ного избытка ХаОН. Положим, что добавлено щелочи на О,! мл больше, чем нужно, т. е. 100,1 мл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
