Т.А. Белявская - Практическое руководство по гравиметрии и титриметрии (1109658), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Кривые титрования в кислотно-основном метоце вырвжаютзависимость рН титруемого раствора от обьема прибввпенногов раствор титранта. Кривые имеюr различный харвктер в зависимости от того, какие киспоты ипи основания тwrруют. Строитькривыеможноивоскомнииэксперимеwrапьных60цаиных,измеряярН в процессе тwrрования, и по цанным расчетов. Кривые, полученные обоими метоцами, хорошо совпацаюr.
При расчете кривых тwrрования обычно рассматриввюr рН как меру кислотностираствораитиРаН;неWIЯкоторыхинтерnретируютеекакхарактеристику активностак как тwrрование провоаят в растворах, концентраневеликв,·гоприрасчетахнеучитываюгионнуюсипу рветвора и апя лростоты написания обычно пишут н+ и [нjа не НзО+ и (НзО+].Для расчета кривых титрования необхоаимо учитывать протекввне в растворе всех протопитических реакций.Ппя вычисленияконцентрации ионов воцороца в любом растворе справецливо слецующеевыражение:[н+]= а + Е ni [основ.а- 8 - 2: т; [кислJJ,гае а иfJ -концентрации сильной кислоты и сильного основания соответственно.Они вычисляются на основании тех ихколичеств, которые прибавлены в раствор._ [основ.
i]l-гопрецставпяет собой равновесную концентрацшооснования,ОСНОВ[акислотаj-попучаемогополучаетсяосновj+приприреакции:ni Н++ основ.iреакции:+mj Н -- Hmj основjВ зависимости от конкретных условий это уравнение можетиметь очень nростой вид.§2 3. Титрованиесильных кислот сильными основаниями(и наоборот)Для расчета [Н+]в процессе титрования применяют приееценную выше формулу. Титрование лровоаят в воцном растворе,воца слабый электролит:Если цобавить в воцу сильную кислоту в концентрациисуммарная концентрация ионов воцороца[н+]а+а, тобуцет равна:(он-] .Если цобавить в этот раствор сильное основание в концентрации8 ,ТОгце К Н.аО- ионное произвеаение воцы.61Таким образом, в проuессе титрования сипьиой киспоты сипьным основанием равновесная конuе_нтраuия: ионов водорода скп.адывается из ионов водорода сипьной киспоты и ионов водорода,обрвзуюшихся nри диссоuивuии воды.
Концентрация nоспеднихничтожно мала,и еспи рветвор сильной киспоты не очень разбв.впен, ею можно nренебречь.РасчетисопянойnостроениекиспотыДпя титрования взятокривойтитрованиящелочью100мл0,1концентрация щепочи такая же (О,М кислоты. Молярная1 М).До прибв.впения шелочи (начало кривой титрования):[н+JПорН 1.= 10-1 ,мере nрибв.впения в титруемый раствор шелочи между нейи кислотой будет протекать реакuия, концентрация киспоты будет уменьшаться, рН раствора увепичиваться.в раствор прибв.впеностанет равt~ым19090Наnример, еслимп щелочи, то обший обьем растворамл, в нем останетсямп неоттитрованной10киспоты и, следовательно, ее концентрация буцет10·0,1190Когда в раствор добавпенока эквивалентности.рН =iOO2,3.мп щелочи, достигается точВ зrом спучаерН7.Обычно рассчитызаюr рН раствора при цобавпении избытка шелочи в титруемый раствор, чтобы проследить дальнейший хоц кривой (отвечающий уже титрованию шелочи кислотой). Еспи добв.вигь в рветворобьеме200,10,1мл0,1М щелочи, то ее конuеliтрация вмл будет0.1·q.1200,1В табл.рН2 nриведены данные цпя построения кривых титрования,nоказываюшие изменения рН nри титровании0,19,7.100мп1М,М, О,ОlМрастворовсопяной киспоты рветворами ецкогонатра соответствующих концентраций.62.На основании этих аанных строят кривые титрования в коор..тmвтвх рН - мп (%) титранта (рис.
1 7) . Можно отметJrrь слеауюшие характерные черты кривой ТИТрования сильной киспотысильным основанием (и ·наоборот):1) точка эквивалентности совпааает с точкой нейтральности(лежит при рН7):2) ветви кривой симметричны;Тв.бпицаИзменение рН nри титрованиирветворов нее.рветворами1100 мп 1 М, 0,1 М, 0,01м, 0,1 м, 0,01 м2МN'aOH соответственноПрибавпенорНWaOH,1млом нее.о,1 м нее0,01м неео1,02,0901,32,33,3982,03,04,0992,33,34,399,93,34,35,37,07,07,0100,110,79,78,710111,710,79,710212,011,010,011012,7'11,710,7100т.э.63З) в начальной стациитJrrроваиия рН раствораизменяется незнвчитепьно(ветви кривой почти паораппельны оси абсцисс),заметное изменение рНнаблюаается при прибавлении послецнихлочи1Омп ще(или кислоты прититровании щелочи).
Резкое изменение рН наблюцается вблизи точки эквивалентности(в прецелахрН.;!;0,1%прибввленного титранта).2ц6810ЦО1М0,7М121М1ЦРезкое изменение рН20вблизи точки эквивалентностиназываетсярования.цо6080 700Оттитро8ано, %скачком титВеличина скачкавыше. При титровании силь17. Кривые титрования0,1 М, 0,01 М растворовсоляной кислоты 1 м, 0,1 м,О, О 1 М рветворами гидроксиданыхнатриятитрованияностьопреаеляеттитрования;точбольше скачок, тем онакислотнованиямисильнымивеличинаРис.1чемос-М,соответственноскач-ка зависит от их концентраций. Как следует из табп.1М2,если титруюrрвстворы, то величина скачка составляет 8 ецивиц рН (скачоклежит в преаелах рН от З а оон составляет611), при титровании О, 1 М растворов4 цо 10) и при титровании 0,01 Мтопько 4 ецивицы рН. Скачок зависит такеаиниц рН (отрастворов он составляетже от температуры, что связано с изменением величины кн 2 о: так,при 250С Кн 2 о=О,11Ф1о-14,а при 1000С KH20=49·1Q-14,т.е.
если титровать сильную кислоту сильной щелочью при 10оос,то точка эквивалентности буцет лежать при рН6и скачок титрования буцет меньше.§24.Титрование слабых. кисnотсильнымиоснованиямиСлабые кислоrы аиссоциируюr в растворе не попвостью. Этонужно учитывать. Дnя расчета кривой пользуюrся тремя формулами: 1) аnя расчета [н+] в растворе слабой кислоты; 2) цлярасчета [Н+] в рветворе слабой киспоты и сопряженного с вейОСНОВ8НИЯj 3) ЦЛЯ расчета (Н+) Б растворе слабого ОСНО&аНИЯ,Эти формулы вывоаят сле'аующим образом. В воаном раствореслабой кислоты имеют место авв кислотн~основных равновесия:Ан+кислота[н+]+воснование[В]( 1)---и(2)Суммарная концентрация ионов воцороаа буает оnрецелsrгьсяавумяэтимиравновесиями:[н+J[вJ[он-]+или[В)[он-].Если обозначить аналитические конценграции кислоты А иоснования В через С А иконцентрации черезтаккаканалитическаяколиче~~воионовта·:е реакциинаи[В), токонцентрациявоаороца,[А]кислотыпоявляющихся.,= с А - ( [н ] - [ он-J:вуменьшаетсярастворевнарезульа аналитическая концентрация основания В( 1),увеличиваетсясоагветственно, в их равн~есныеCg[А)ту же[в]величину:Св + ([н+][он-]).Из выражения КОНСТаJПы КИСЛОТНОСТИполучаемк=ПсаставивR[д]А (В]'эту формулу значения[А]и[В], получИ'А основную формулу аля расчета равновесной концентr..tщии ионоввоцороцавовсехрастворах,но-основные системывкоторых(уравненияcl\ ..
(1и[н+](н+] .~ КА Ср,·--.;:- ( rн+]Л о начапа титрованияu=пвекислот-··[orг"J)(()Н-]\раствоf-'" прнс;rrствует только ЮIСЛОТL<Св= О, и т·ак как в кислом ростворе[н+]присуrствуют2):i\,[н+]>-:> [он-], токА сА - (н+][н+]Если степень сtиссоциации кислоты меньшl'~ С,~{, то [н+] << С Аи формупв цля расчРТа [н+] в растворе слабой кислотыnриобретает виа:ирН=-=-гаерКА=tg-tg[н+J=1/2 rКд - 112tgСА,Кд-Эrи уравнения можно исnолъзов.ать аля расчета[Н+]и рНв растворах слабых кислО'!', КО'I'орые нахоаsrгся в виае неЙ'tраль-5- Т.А.Белявская65NH4>НI-IX '•<OJieкyn_ и в виде катионов вн+ (например,ур:.;: ..
с :11н непригоцны цпя рас:творов кислот - анионовнес·..м~.:·~н1но эти(типатак: как эти киспоты являются амфипротными соецинения;;:хрветвореимеютместо трикислотн<>-основныесисrемы.Если ·rкгруют кисnаrу щепочью, то в рветворе в процессе титр<>ввния присутсrвуюг кислота и сопряженное с ней основаиле ( бу~рооный рас·rвор). В этом случае[н+][он-J (раствор кислоты)»и основная формула нринимает виаСА -= Кл -св[н+]+ [н-'1.Если KJilcлoтa аиссоu.иирует не более чем нагр~шности можно считать, что С А >.>[н+]5%,и СвJ.:K А -tgто без П<>[н+].>>Отсюn,аpf-J=СдС.вЭrой формулой можно nользоваться аля расчета всех точек кривой ао точк.lil эквивалентности в -rом случае,лота не очень слабая.если титруемая кисВ последнем случае вблизи точки эквиваnент1!ости с-тановится заметной реакция основания В с водой:в+н 2о~нв+он-и(НВ)[он-].Эrа реакция происхоцит тогца, когда еще небопьшая часть кислотыА остается неаrтитрованной.(А]+Поэтому[он-]+и[в]=св[он-]Поаставив эти значения.
в выражение константы кислотности, получим формулу, которой нужно пользоваться цля расчета[н+]вбтшзи точки эквиВli:r.е<пнос-r·и при ·.ситровании очень слабых кислот:Когца кисnота д полностью оттитрована (точка эквивалентности), в рветворе присутствует основание В, в этом случаеС А = О,мает[н+]«[он-] и основная расчетная формула nринивиа:Кдкн 2оСв- (01-Г]66[он-]таккак(Н+]=vКнС~ КА''=7 + 1/2 рКА + 1/2 tg С8рННиже привепены расчет и построr~ние кривой титроышшr rпМ'iойкислоты сильным осю>ванием(табп. 3).100 мл 0,1 М СН 3 СООН, концентраuи!'iДля титрования ~эя1·още;ючи такая же.Кривая титрования уксус:tюй.
кислоты щелочью привеаена на18.рис.Можно отметить слеаующие хврактерные черты кривойтитрования слабой кислоты силь-рН~--------------~нымоснованием:1)цточка эквивалентности несовпацае1· с точкой нейтральности и лежит при рН6::> 7(вщеJючноА обпасти) i2) кривая несимметрична вветвь в кислой обпасти, соответствующая буферному рветвору (СНзСООН-СН 3 соо-), име10ет пологий характер, рН меняе1·ся12постепеннопомереприбввления в раствор титрвнта-610о2б270 °/0ИзоытоккислотыРис.вания18.O,l,Mной кислотыром3)Кривая титротельнорветвора уксус0,1соответствуетконцентрациищелочигицроксицащелочи, ветвь в щепочной областиизменениюсипьногооснования;скачок титрования значименьшепосравнениюсоскачком титрования снльнойМ раствокислоты такой же концентрации.В случае титрованияна'l·рия0,1Муксусной кислоты он состав.'tяет"'2 ециницы рН (в случае титрования 0,1 М соляной киспоты6 ециниu).скачок составляi.'ТЕспи титровать кислоты более спабые, то набпюцаются сn<Эцующиезакономерности:Кд1,85·1о-51о-710- 9рН 0,1М растворарН в точке эквиввпенткиспотыности2,884,005,008,879,8511,0067Изменение рН nри титрованииксн 3соон = 1,85·1о-5Таблиuа100Прибвв- Состав илен оо6ье::.1 (щ~9ЧИ,растворамл0,1М сн 3соон&IЧисnение НV, мл)+0,1ЗМ раствором щелочи.ЗначениерНи рНМl1оСНзСООНv90ф00=100СНзСООН,CH 3 coaV= 190[н +]рН=---.Ксн 3 соон ссн 3 соон =112 рКснзсоон - 112=[н+J'.}=Ксн 3 соонСсн 3 ссх:Г10·0,1190ссн 3 сосГ "'90·0,1190рНССНзСООН=-51,85·10-1'· 10.€f есн 3соонСсн 3соонССН 3соон =vрКСНЗСООН --ея.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
