В.П. Васильев - Аналитическая химия, часть 1 (1108732), страница 46
Текст из файла (страница 46)
40.2.$. Кривые титроваиив смеси кислот и смеси оснований ми этого типа являются смеси сильных ' Простейшими смесям кислот, сильной н слабой к й кислоты и дв х ела ых ки б ю с мма„ную ьных кислот можно установить только о щую сумм концентрацию кислот Раздолья на ис. 10.!. Для тнтрования смеси кислот используют ин торы, пригодные для оп пределения индивидуальных соединений отсюда к ~ 1. 1о ' 1н-).
(1Ц21) рх и и и еl ео 210 Титрование сильной кислоты в присутствии слабой и определение обоих компонентов такой смеси возможно, если константа (константы) диссоциации слабой кислоты будет удовлетворять определенным условиям. Выясним, при каких условиях сильная кислота в присутствии слабой может быть оттитрована с относительной погрешностью не более чем 1 се (слабая кислота в этот момент прореагирует со щелочью, очевидно, не больше, чем на 19е).
Если слабая кислота НА оттитрована не более чем на !око, то, очевидно, —: — — ( —. Из выражения констан- !А 1 1 !Нд! 1оо ' ты диссоциации следует В момент, когда будет оттитровано 99% сильной децимолярной кислоты, концентрация ионов водорода в растворе составит О,! ° 0,01 = 1,0 10 моль/л, т. е. в растворе будет РН 3,0. Константа диссоциации слабой кислоты, рассчитанная по уравнению (!0.21), показывает верхний предел величины, при которой возможно определение сильной кислоты с относительной погрешностью не более 1 се: К(1.!О ' 10 ', т. е. К =! 10"". Вполне понятно, что чем меньше константа диссоцнации слабой кислоты и чем больше концентрация сильной, тем более точным будет определение сильной кислоты. Критерий К ( 1 ° !О ' показывает, например, что относительная погрешность определения соляной кислоты а присутствии уксусной (Кон,схюн — — 1,74 ° 10'"') превысит 1 от.
В присутствии щавелевой (К! = 5,6 10 ') или фосфорной -з (К! = 7,6 10 ) кислоты относительная погрешность определения НС! будет еще больше. При титровании сильной кислоты в присутствии слабой кон- центрация ионов водорода в точке эквивалентности определяется диссоциацией слабой кислоты по уравнению аеееееРтееееи» 13.21). Расчет после- а дующих точек на кри- вой титрования ничем а не отличается от расчес яетмеав та, приведенного в разе ееевве и ! деле 10.2.2, поскольку в растворе присутствуют га аа га аа ка оо ееа еаа ца ааа ла ааа слабая кислота и ее ~(~воя)ме сопряженное основаРис. 10.7.
Кривая титроваиия смеси 0,1 М НС1 ние. КРИвая тнтрования и 0,1 М СнеСООН раствором О,! М НаОН смеси НС! и СНЗСООН представлена на рис. 10.7. На кривой можно видеть два скачка титрования, пр ричем скачок, соответствующий оттитровыванию НС 1, невелик. Таким образом, смесь соляной и уксусной кислот может быть проанализирована с использованием двух индикаторов: метилового оранжевого и фенолфталеина. Титрование с метнловым оранжев вым позволяет рассчитать примерное, с относительной погреш нос постыл в несколько процентов, количество соляной кислоты, а по результатам титрования с фенолфталеином — точно определить суммарное содержание обеих кислот. Т рование смеси двух слабых кислот практически не отлиитр от титрования двухосновной кислоты, которое подро био чается от титр сильной кнсассмотрено в разделе 10.2,4.
Определение более сил Р лоты в этой смеси с относительной погрешность ю 1 ау возможно, если константы диссоциации кислот различаются на 4 порядка б льше. Значение РН в точке эквивалентности, соответстили ольш а ется вующей содер содержанию более сильной кислоты, рассчитыв по авнению (3.56), Эти же соотношения используют при распо уравнению чете кривых титрования различных смесей, содержащи х сильные и слабые основания.
1О.З. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ ТОЧКИ ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ П менение цветных индикаторов является широко распрорим ы и наиболее простым, но не единственным м тод определения точки эквивалентности. Наряду с цветными используют также флуоресцентные и хемилюминесц т н ы е индикаторы, С большим успехом применяют также различные физико-химические методы; потенциометрню, кондуктометрию, фотометрню, термометрню и др. П енциометрические измерения позволяют следить за измеот пением РН в ходе всего процесса титрования, экспериментал ьно получать кривую титрования и по скачку РН определять точку эквивалентности. В ходе реакции кислотно-основного взаимодействия существенно изменяется электрическая проводимость раствора, поэтому во многих случаях для обнаружения точки эквивалентности исп ь у ользуют кондуктометрические измерения.
Эффективно примем няют в кислотно-основных методах фотометрическое н тер ометрическое титрование и некоторые другие. Физико-химические способы фиксирования точки эквивалентности рассмотрены во второй части учебника. 1ОА. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ КИСЛОТНО-ОСНОВНОГО ТИТРОВАНИЯ Ме оды кислотно-основного титрования применяют в контт ти, роле производста в химической и текстильной промышленност, технологии пластмасс и волокон, удобрений, в гидро- и электро- металчургии и т д 2!! Методами кислотно-основного титрования определяют концентрацию сильных и слабых кислот, сильных и слабых оснований, в том числе солей, которые рассматриваются как заряженные кислоты и основания.
Возможно также определение вешеств, не обладающих кислотно-основными свойствами, но вступающих в реакцию с кислотами или основаниями. Объектами анализа являются неорганические и органические оксиды и кислоты— азотная, серная, соляная, фтороводородная, фосфорная, уксусная, щавелевая, салициловая и другие, неорганические и органические основания — оксиды и гидроксиды щелочных и щелочно-земельных металлов, аммиак, амины, аминоспирты и т. д. Анализируются карбонаты, фосфаты, пнрофосфаты, цианиды, сульфиды, бораты и соли многих других кислот. Содержание этих везцеств обычно определяется методами прямого титрования, хотя в некоторых случаях используются методики обратного титрования и титрования по замец1енню.
10.4.1. Анализ нарбоиатных и фесфатных смесей Возможности и погрешности анализа смесей определяются, в основном, видом кривых титрования отдельных компонентов. Рассмотрим, например, анализ смеси ХаОН и ХазСОз. Кривые титрования ХаОН (см. рис. 10.2) и ХагСОз (см. рис. 10.7) показывают, что обесцвечивание фенолфталеина (рТ 9,0) произойдет в момент, когда ХаОН будет полностью оттитрован, а ХаСОз перейдет в ЯаСОз.. Маон + НС! = МаС! + Нго МазСОз + НС! = !Чанооз -1- Хао! + Нго (!0.22) На это расходуется объем кислоты У! мл. При дальнейшем до бавлении кислоты реакция протекает по уравнению (ЧаНСОз + НС! = (ЧаС! + Нго ( !0.2З) Окончание этой реакции устанавливается по изменению цвета метилового оранжевого. Если Уг — общий объем кислоты, израсходованный на титрование (по метиловому оранжевому), то разность Уз — У! равна объему кислоты, затраченному на реакцию (10.23).
Так как на реакции (10.22) и (!0.23) расходуется одно и то же количество кислоть(, то 2(Уз — У!) равно всему объему кислоты, израсходованному на реакцию с НазСОз. Следовательно, на реакцию с ХаОН приходится объем Уг — 2(Уз— — У!) = 2У! — Уг мл НС(. 110 этим данным рассчитывается масса НазСОз. и масса ХаОН: а (НаОН) = ' (НС" (2У' ~г) М (МаОН! ! 000 212 е ь )х(аНСОз + ЯагСОз можно оттитровать также с примеато ов.
Обесцвечивание фенолфталеина бунени м двух ~дикато~юш дет свидет . тельствовать об окончании реакции краски метилового оранже. НС!, а изменение акра ислоты, затраченный на титрование про ы с и У вЂ” 2У ~~ыод~~~ы на тнтрование о анжевым), то объем присутствуюше в исхо. р й ходной смеси НаНСОз. Отсюда: М (МаНСО,), т (МаНСОз) = ! с (НС!) ((гг 2У') М('7г(ЧагСОз) т (МагСОз) = итси оп еделение смеси серной и фосфорной Аналогично проводится р й П и титровании смеси кислот, , фосфатов и других композиций. ри тит ~г504 и НзРО4 с метиловым оранжевым ду р и т еакции: Навоз -(- 2ыаОН = Нагзог + 2Нго НзРО, + МаОН = (ЧангРОз+ Нго гр .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
