Т.А. Белявская - Практическое руководство по гравиметрии и титриметрии (1109658), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Спеаоватепьно, всегаа можно при титрсшании выбрать ИНаИitВтор, изменение uввта которого буает происхоаить при нужном рН.Основойцпявыбора ющИitВтора явпяется кримя титрования.Спеаует выбрать тах:оl. инаикатор,у которого интервал перехе>ца вJUIJOЧaeт значение рН, титруемого раствора в точке эквивапентности. Есnи скачок титрования вепик, то можно пользоватьсянесколькимиинаикаторамн,интервалы перехоцакаrорых лежат внутри скачка титрования.
В качестве примера можно рассмотреть титрование1М сопяной киспаrыэтом сnучае в точке эквивалентности рНсоставпяет8ециниц рН (от З а о11) •М щenO'If.17Всквчок титрованияЛюбой инаиквтор, имеюшнй интервал перехоаа в обпасти рН З-11, пригоаен цпя титре>вания. Есnи, например, выбирают метнповый оранжевый с интервалом перехоаа3,1-4,4(рТкислоты, раствор имеет рНто когаа аrrитровано4),99,9%З,З и метнповый оранжевый нахе>цится в кl!спотной форме (красный uвет), цобавпение0,1%шепочи цо т.э. привоцит к резкому увеличению рН раствора цо7,и инаиквтор резко изменяет uвет в жептый. Еспи выбирают фенопфrапеин, имеющий иитерввп перехоаавалентности (рН8-9,8, то в точке экви7) он нахоцится в бесuветной форме, цобавпение лишней капли щепочи резко меняет рН титруемого раствора(избыток щепочи0,1%увеличивает рН цо1 О, 7)и инаикаторприобретает красно-фиопетовую окраску.
Таким образом, в аанномсnучаеможнотитроватькаксметиловыморанжевым,таки с фенопфталеино1•:, т.е. инаикаторами, имеющими юrrepвan перехоца квк в киспой, так и в щепочной обпасти.При титровании спабых кисnот сипьными основаниями точкаэквив.!шеln'ности пежит в щепочной обпасти,поэтому нужно выбирать инцикатор, имеющий интервал перехоца в щепочной обпасти, при титровании спабых оснований снпьными кисnотами применяюr инцикаторы,имеюшне интервал перехоца в киспой обпасти.Из сквзанного ясна ропь сквчкв титрования-топько резкоеизменеиве рН вбпвзи точки эеивапентности привопит к резхому76вэмеиеиию цвета ивцикатора в прецепв.х:!: 0,1мп прибавпениоготитравта. Поетому непьзя иепосреаственио титровать очень спабые хнепоты и спабые основания сипьными основаниями и киспотами соответственно, так как при отсутствии скачка рН в тwrруемом раствореисхоцитмеияеrся постепенно и такжеизменениецветаинцвкатора,чтонепостепенноцаетпровозможностипраJLТически установwrь хоиеu титрования.
Иэ сказанного такжеясно, что рН в точке эквивапентности нескопько аrпичаетсяarтого рН, при каrором изменяет свой 118ет инцикатор. Поэтомуразпичают точку зквивапентности и конечную точку титромния.Несовпацение этих точек вызывает инцикаторную ошибку, т.е.инцикаторнаи ошибка возникает аrтого, что инцикатор меняетцвет нескопькораньшеВычиспениеошибокипипозжеточкиэквивапентности.инцикаторныхтитрованияВычиспение ошибок титрования имеет бопьшое значение, таккак цает возможность .в:онтропировать правипьность выбора иициивтора.1.Вычиспение инцикаторя:ых ошибок титрования при титровании сипьных киспаr сипьиыми основаниями (и наобораr).Еспи провоцят титрование N молярной киспаrы, взятой вvfцо конечной точки тwrрования, в каrорой объемобъемеи еспи выбран иицикатор стwrруемого раствора буцет рТ4,J2 ,то конuевтраuия киспаrы цо титровая:ия равнаf1Vt1000.Концентрация киспоты в конечной точке титрования равна[н+JОrсюца ошибку( х)10-4 Vz1000тwrроsания вычиспяют иэ пропорJUtиNVf1000х 7.- 100%,=о.
т. =10-рТ V,;2ttVi.toO .(fi.2)Разпичают 'Н=ошибку' и 'ОН-ошибку'.Еспи в растворе присутствует избыток ионов воцороца по сравнению с концентрацией их вточке зеивапентности, то зто 'Н-ошибка', есnи, наоборот, врастворе присутствует иэбьrrок ионов он- по сравнению с ихковцевтрамеl в точке эеивапевтности,·roзто 'ОН-ошибха'.В формупу (YI.2) поцстаВ~U~ЮТ концентрацви (!о-РТ) тех ионов,77которые вызывают ошибку (Н+ ипи ОН- ). Важен также знакошибки, т.е. неаотитрован (-) ао точки эквивалентности, ипиперетитрованраствор.
В качестве примера можно рассмот(+)реть титрование0,1 М НС1.0,1 М раствором шепочи.рН в точке эквивалентности 7,Инаякатор метнповый оранжевый, рТ...r~'=~4.~= 100,= 200.ю-4 · 20~:== -0,2 .//•.о.т. =100·10Титрование заканчивается при рН 4 (а не 7), раств<?,Р неаотИ'Т'рован, знак ошибки (-), в растворе избьrrок ионов Нпо сравнению с точкой эквивалентности, поэтому попучена 'Н-ошибка'.Если в тех же условиях титрования применить(рТ9),фенолфталеинто ошибка в этом случае вызывается избьrrком ионовОН- по сравнению с их концентрацией в точке эквивалентпастии ЯВJIЯется •он-оruибкой', рветвор перетитрован, знак ошибки( +).
В формулу нужно поаставить концентрвwоо ионовОН-:10-( 1 4-рТ) = 10-5 ,10- 5 ·20~А'% = о. т. = 100-1()-= +0,02%.. 100Если титруют щелочь кислотой, то характерошибки не меняется('Н- или ОН-ошибка'), их численные значения те же самые, нознаки ошибок меняются на обратные.2.Вычисление инцикаторных ошибок титрования при титровании слабых киспот сильными основаниями и сп.абых основанийсильнымикислотами.Когца титруют слабые киспоты или сп.абые основания, то говорят не об •н- или ОН-ошибках•, а о кислотных и основныхошибках, потому что в титруемых растворах остаются неоттитрованными не свобоаные н+ или он--ионы 1 а неаиссоциированныемолекулыкислотыилиоснования.Пnя рвечета ошибок используют константы кислотности илисоответственноА~кислота•константын+основности+вКА[Н+]основание[В] •[А]концентрация неоттитрованнойкислотыконцентрация отткгрованнойкислотыЗная рТ инаиквтора и константу кислотности, можно найти этоотношение.При титрован.ии 100 мл 0,1 М сн 3 соон (Ксн 3соон /Д$~2-lo-5) 0,1 М рветвором шепочи рН в точке эквивалентности78Ее~!{ взять инаякатор с рТ =8,87.~LIIзCOOH)lo-5r(~Ч 3соо-]2·1Cr.5то1-·2- 1 00%3части.1.часть-~· о.т.••",i,5,х=-33,33%.Эrо пок<>.·~:..rвает, что при титровании слабых киспот нужно выбирать инаеr.атор,интервал перехоаа которого лежит в щепочнойобпвсти.Если взять инаикатор с рТ8,(СН 3 СООН]10-8[сн 3 соо-]2·1о-5то10-З(остается О, О 5% неоттитрованной киспотыЕспи взять инnикатор с рТо.т.
~-0,05%29,-киспотная ошибка).то.раствор уксусной киспотыбуцет перетитрован и положительная ошибка буаетвызвана иэбьrrком он--ионов, т.е. буает иметь место 'ОН-ошибка', котораявьrчиспяетсятакже,как._ ивслучае титрованиясильныхкиспот и оснований:10-( 1 4-рТ)Х%о.т.=lo-1=v,Vz-5100 = 10 . 200 · 1001<J1·100=Ю,О2%.В заключение рассмотрения инаикаторов спецует обратит1. вниманиенато,ввоаимоговчтоприраствортитрованииимеетзначениеконuентраuияинаикатора.Инаикаторы обпааают киспотно-основными свойствами, есrественно,ром,чтоонироогируюrститра~rrомилиисспецуемымраствовнося опреаепенную ошибку в результаты титрования.Поэтой причине концентрация инаикатора в титруемом раствореaOliЖШi быть не бопьше, чем это необхоаимо a1ISI набпюаениячеткого изменения окраски растворапри постижении конечнойточки титрования.
Кроме этого нужно иметь в вицу, чть а11Я оаноцветных инаикаторов появление акрвеки буает зависеть от ихконцентрации,таккак[Н+] [ Jrr8 J =(JnAJЕсли в растворе буцет большее количество инцикатора, то вк.онечной точке титрования и н+ буает выше, а рН, естественно,ниже. Поэтому при титровании с оаноuветными инаиквторвмн всерию оnытов нужно брать всегааоцно и то же копичесrво инаикатора, необхоцимое а11Я четкого фиксированИSI конечной точкититрования.7911 28.1.Применекие киспаrио-основвого титрованияТитрование смесикиспотВозможны три спучая титровании смеси кислот: титрованиесмеси сильных кислот, титрование смеси сипьной и спабой киспот, титрование смеси слабых киспот.Титрование смеси сипьных киспотВ растворе сипьных киспот равновесие, например, НС1.+Н2О-такиеваныCt - +кислоты,ввоцныхНзОквк+,нацело савинутохлорная,растворахсерная,цоуровни+вправо, т.е.
по сипеазотная,соляная,гицратированногонивелиропротона.Поэтому концентрация смеси сипьных киспот является суммойих конuентрвций.G1 ИНО1 ИЕспи концентрации авух сипьных киспот равныQ2 1 ТО суммарНаЯ КОНЦеНТраЦИЯ КИСЛОТЫ, а спецовате11Ь-(Н+]:[н+ J = а 1 + а2 = а .Кривая титрования смеси сипьных киспот ничем не буцет отличаться от кривой титрования оцной сипьной киспоты с концентрацией, равной сумме концентраций кислот, онабуцет иметьоаин скачок титрования, и в точке эквивалентности рН буцетравенсеми.Титраванне смеси сипьной и слабой киспотВ этом случае нужно различать: 1) титрование смеси сипьной киспоты и очень спабой (Кд .-v<lo-7) и 2) титрованиесмеси сипьной киспоты и киспоты сравнительно сильной (Кд,-.v"'lo-5). В первом случае если сильная киспота взята в молярной КОIНlентрации lL , а спабви киспота в молярной концентрации С д, то цпя расчета концентрации воцороцных ионов нужноучитыватьравновесияд.н 2отогца..суммарная[н•JПо условиюврастворен++в[н•][В]'н++он-[н+][он-)концентрацияаG >> [В]ионов(В]++'воцороца+[он-].[ОН-].
Поэтому без погрешностиможно считать, что в растворе rн+J = а. т.е. буцет опрецепяться концентрацией сильной кислоты. Наnример, при титроваJ;Шисмеси сопяной киспоты с борной (Кн 3 во 3 = 6·1о-10) ааже в80присутствии ничтожно малых ко.пичеств сопяной киспоты борнаяб:уцет находиться в недиссоuиированном состоянии. Поэтому притwrровании этой смеси щепачью сопяная киспота будет попностьюаrтитрована, прежде чем начнется диссоuиаuия борной киспоты.Однако в данном конкретном спучае борную киспоту как оченьсnабую непосрецственно аrтитровать непьзя. Но можно использовать способность борной киспоты вступать в реакuию комплексообразования с многоатоМНJ>~ми спиртами с образованием комппексНЪiх JtИcпar с б&пьшими константами кислотности.
Например,сгпико.пем:Борная киспота,реагируя с глицерином,взятым в концентрации 1 М, дает комnлексную кисп0'1'у уже с рК 6,5, еспИ конuентраuия гпиuеринаимеет рК5, 7.3,5М, то образуюшая комплексная киспотаПрактическиnocneаrтитрования со.пяной киспотыв раствор добавпяют тот ипи иной многоатомный спирт и аrтитровывают борную киспоту. Кривая титрования будет иметь дваскачкаидве точкиэквивалентности.При титровании сильной киспоты в смеси с кислотами, име~ощими константы кисшУгиостиIV1 о-5 и выше, циссоцнацня спабойкислаrы начинается до точки эквивалентности,соответствуюшейО'Х'ТИТровыванию сильной кислоты, что nриводит к невозможностиО'Х'ТИТровывания сильной киспоты из-заотсутствия заметногоскачка титрования.
Такие смеси титруют обычно nотенu.иометрическимметодом,исnользуядлятитрованиядвеnорцнираствора:в одной аrтитровываюг обе кислоты, в цругую добавляют органический растворитель, чаше всего ацетон,аnя nодавления диссоциации сnабой киспоты и О'Х'Титровываюг одну сильную.Титрование смеси спабых киспотПрактически наиболее интересен случай титрования многоосновных кислот, так как,этонаnример, фосфорная киспотан 3 РО4PllCТBop эквимопярной смеси трех кислот: НэРО4НР04 2--с константами к 1 , к 2 , к 3 соответственно.-Н2РО4-,'Для nостроения кривой титрования таких смесей нужно знатьизменение рН nри титровании. Если титровать многоосновную, вчастности двухосновную,киспоту Н2А, то аnя раствора этой кислоты и любого количества nрибавпенного титранта - щепочиимеет место следуюшее соаrношение,констант кислотности:[н i[~]=- [Нд-][нд-J к1- [д2-J к26-Т.А.Белявская81вьrrекающее из значенийили[нд-J[д2-]Величины[H2AJ[нА-]=к2кl.и [нА-] явпяются обратными отношениями от[А2-]тwrрованности первой (Н2А) и второй киспот (НА-) и они пр~порционапьны константам кислотности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
