Т.А. Белявская - Практическое руководство по гравиметрии и титриметрии (1109658), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Если отношение константвелико ( киспоты значwrепьно отличаются по сипе), то вначалебуцет попностью оттwrрована~~ее сильная киспота, в копичест-во обрвэующегося основания Абуцет ничтожно и им можнопренебречь. Показаи о, что еспи К 1 :К 2 ~104 , то кажаая изкиспот буцет тwrроваться в отцепьности и кривая тwrрованиябуцет прецставпять собой кривую титрования эквимопярной смесицвух киспот и буцет иметь цва скачка и цве точки эквивапентности. Еспи К 1 :К2104, то обе киспоты буцут титровать(ся оцновременно и кривая буцет иметь оцин скачок и оцну точкуэквивапеитности.Расчет кривой тwrрования цв~хосновнойкиспоты при К 1 : К 2 ~ 1021До прибавпенШJ щепочи в титруемый раствор (начальная точка на кривой) в растворе имеют место спецующие равновесия:Н 2А.".Н++НАк-=[н+J(1[Н+]НА- с • Н+ + А 2 -[нА-]1H 2 A..JТА .2-][нА-]При условии, что К1>>считать, что [н+] = [нА-]К 2 , без бопьшой погрешности можно•1т.е.
можно попьзоваться цпярасчета концентрации воцороцных ионов той же формулой, что ипри расчетеконцентрациивоцороаных ионоввраствореоцнойслабой киспоты:[H+Jгае С А первая"Jк 1 (СА- [Н+]=)',;,~,fк 1 с~1аналитическая концеmрация киспоты Н 2 А, а К 1 -константаеекислотности.В nроцессе титрования первой киспоты в рветворе nрисутствуют киспота Н 2А и сопряженное с нею оснозание ( киспота НА-) 1учwrывая, что к 1к2, расчет концентрации воцороцных ионов>>провоцят по формуле бСферного раствора:[н +)=KlН2А.Снл-82Когца первая кж:nО'l'В будет 110nностыо оттктровам{первsн 'I'U!-иa эквивалентности), в растворе будет нахоциться KИCllO'i'a НА-,и.агорвя является и основанием.местоследующиеНА-..НА-н 2оНН+++,..~~о Нтри+ А2-К2~Н 2 А++онПоэтому в рьстворе буцут ~.мспъравновесия:-[н+] Гл 2-J ,( YI.
З)(нА•)=_1_[Н,2А]Kl[н+] (НА-][Н+]кн о[он-].(YI.4)(YI.:J)2Концентрация ионов воаорода скпваыввется из тех его копкчеств,которые образуются по уравнениям(У I. З) икопичества ионов, участвующих в реакции[н+][А 2 -]YI. 5) , зв вычетом(YI.4)[он-]+[н 2 А]Испопьзуя 11ривеценные выше константы,[н+J ..к[нА-]кн о2попучим[н-+] [нА-]-г.;::г,-- +2 LH )[н+]К1Поспе иреобразования+КК 1 (К 2к1[НА-]++1Кн 2 о)[нА-]Эrо урв.внение упрощается при следующих допущениях. Еспи Сявляется аналитической конuеwr·рацией с011и, обрвзующейся в реэультате оттитровывания первой кислоты, то [Н д-] ~С, а алеекн о «к2с21/ кlк2 сv- кl +сОбычно С» к 1 , поэтому применяемая для рвечета[н+]впервой точке эквивалентности формула имеет видПри дальнейшем прибавлении щепочи в раствор оттитровываетсявторая кислота НА- с константой К 283.В процессе титрования в~створе иахоцятся эта киспота и сопряженное с ней основаниеAz-.Расчет хонцентрапик воцороцвых ионов nровоцят по форм)"пе буфериого раствора:с[н+}К · ~-2 САКогца киспота НА- буцет nоmюстью оттитрована (вторая точкаэхвивв.пентности), в растворе буцет присутствовать топько осио-ваииедТАРкн о к2[н+]-2.с.2АВ качестве nримера можно рассмотреть титрованиевора Н 3 РО 4КН0,1М растщепачью-33 РО 47,08•10,-86,17'10 •Спецоватепьно, эти три киспоты могут быть оттитрованы раэцепьнои теоретичесхискачкаитриРасчетточки[Н+Jкриваятитрованияцопжиаиметьтриэквивалентности.и рН при титрованиифосфорной киспоты и выбор инцикатораДо прибавпения щепочи в раствор[н +] --,/р,О8·10 -3 ·10-1' =З·lО-2i рН1,62.До первой ·rочки эквивалентности в растворе нахоцятся Н 3 РО 4и н 2 РО~:Когаа первый ион воцороца попностью оттитрован (первая точкаэхвивв.пентности),+[Н ]-=.г:;--;;-'rK.1 К,2 "'у-8 17,08•10- 3 · 6,17·10 ; рН844,6'6.В U'leci'Be ИК!tИUТОра цmr: ycтaнoвneiUUI KOHe'IIIOЙ ТОЧКИ ТИТ~евния применяют обЬIЧНо метнповый оранжевый (рТ4}.Далее титруют киспоту Н2РО4.
До второй точки эквиевпенткости расчет провоцятсnoформуле-Hi~4Когца второй ион воцороца попностью оттитрован(вторая точкаэкsивапентности),[н+]=1/к 2 к 3',/f6.17·1o=-8·4.68·10-13 1; рН9,60.В качестве инцикатJЬS цпя уСJановпения конечной точки тит·рОВlrRия примеюnот тимопфталеинфенопфrапеин (рТ( рТ 1 О).Можно применять иеспи титруемый раствор насытить хпорицом9),натрия. Увепичение иоНJlЬй сипы раствора сцвигает интервал перехоца феноЩrrалеина в бопее щепочную обпасть, и титрованиедостаточноточно.Поспе оттитровывания второго иона воцороца в растворе остается киспота НРО~- (Кз = 4.68·1о-1З).
Непосредственнооттитровать такую спабую киспоту невозможно.Еспи есть необходимость оттитровать поспеа.ний ион воаороца фосфорной кислоты. то прибегают к косвенному цетоцу.Поспе оттитровыванияцвух первых протонов в раствор цоба81IЯЮТ сопь каnы1Ия:2НРО:- + 3Са 2 +=Са 3 (РО 4 ) 2 t+2Н+.Выаепившиеся ионы воцороаа оттитровывают щелочью,применяяв качестве инцикатора фенопфrапеин. Кривая титрования фосфорной киспоты имеет цва скачка и аве точки эквивапентности(рис.20).Практически важно также титрование угопьной киспоты н 2со 3 .Константы квспотности н 2 со 3 и Нсо; равны: К 1К2==4.5'10-7 и5,О·1о-11. к 1 : t\:2 ~10 4 .
Теоретически возможно оттитровать кажQый протон угопьной киспоты в отаепьности, т.е.пучитькривую титрованиясцвумяскачкамиицвумяпоточкамиэквивапевrности. Но вепичина К2 спишком мапа. поэтому непосреаственно мо.жво оттитровать топько первый воцороа,титрования(рН8,36),имеетоаинскачокиOQHYточкуи криваяэквивапентностикоторую у<.-такавпивают, титруя раствор угольнойJtИсnоты в nрисутствии феноЩrгалеЮ18,2..ВТитрован-иесолейпраJtТи.к:е анапиэа часто встречается иеобхоQимость опреаепеиия копичеств сопей спабых кислот, например карбоната,85гидрокарбоната, тетрабората натрия, солей слабых оснований, не'nример аммонм:йных.Титрование карбоната натрияМногозаряаные анионы ЯВJIЯЮТся многокиспотными основаниями, способными поспеаоватепьно присоеаииять протоны:со2зн со;++нсо;(YI.6)(YI.7)Используя эти протолити<Iеские реакции, можно опреаепять количества Na 2СО 3 и Nв.НСОз, титруя их растворы кислотой, и,наобОрот, имея рветворы Nа~Оз известной конuентрвuии, oпpeaensrrь количество киспот.
Кривые титрования карбоната натрия сильной кислотой и титрования угольной киспоты щелочью,естественно, совnааают, как и формупы цпя рвечета[н+] и рН.До титр~ния в растворе карбоната натрия соцержится основание СО 3,концентрация ионов воцороаа81012Nаон, мольРис. 20. Кривая титрования О, 1 М растворА фосфорной хнепоты0,1 Мрастворомгидроксида натрия86ссо23При прибавпении киспоты в титруемый раствор образуется амФОлит НСОЗ,расчет рН провоаится по формуле буферного раствора, Когаа весь карбонвт-ион перейает в гиарокарбонат(перваяточка эквивалентности), т.е. когаа буает оттитроввна половинакарбоната натрия (уравнениеYI.6),расчет концентрации иоmввоцороаа провоцят по формуле:рН== 8,36.Оттитровыввют паповину карбоната натрия, применяя в качестве инnи.квтора фенопфтапеин.жить (по уравнениюYI.7),Но титрование можно проnопоттитровав весь карбонат.
Во второй точке эквивапентности в растворе присутствует угоnьнаякиспотасн со.32Обычно титрование всего карбоната провоnят, применяя вкачестве инnикатора метнповый оранжевый. Но наао иметь в виnу,чтоокраскараствораэтогоинаи.квторавприсутствиинасыщенногоугольной кислоты очень чувствительна к присутствиюx.nopиna натрия,обрвзующегося при титровании,в результатечего интервал перекоnа инци.квтора смешается в бопее кислуюоб.пасть.Поэтому при точном титровании n.nя установпения конечной точки титрованJШ готовят раствор сравнения, насыщенныйсо 2 и соnержаший те же количества кnориАВ натрия и метилового оранжевого, что и титруемый раствор. Титрование провоnятцо попного совпвцения окраски обоих растворов.
Можно в качестве инциквтора применить метнповый красный. Сразу после появления перехоnной окраски инци.квтора титруемый раствор спецуетпрокипятить ц.пя уцапения С02 1 охrищить и процолжить титрованиецо резкого изменения u.вета раствора из жепrого в розовый.Впрвктике анализа часто бывает необхоцимо опреnе.пять при совместном присутствииNaHC03.NaOHиNa 2 C031а так жеNa2C03иЕспи стоит первая зацача, то в исслецуемый растворцобвв.пяют фенопфrалеин и титруют сопяной кислотой цо обесuв~чивания (первая точка эквивалентности)1этом всю щелочь и по.nов•;ну соцы (а оNaHCO 3). Затем цобввоттитровывают при.пяют в раствор метиповый оранжевый и оттитровывают образовавшийся гицрокврбонат ао Н2СОз.
Если V1 - объем растворакиспоты 1 пошеQший на титрование по фенопфталеину, а\.2 -обьем киспоты, пошецший на тюрование по метиловому оранжевому, то объем раствора сопяной кислоты, пошецший на тюрованиеNа2СОз, буает равен 2 ~ , а пошецший на тюроваиие87V, -t'2 .NaOH равенЕстественно, ч·rо, зная объемы тиrрв.нтаи его концекrраuии, нахоая·r копячество NaOH и N.e. 2 со 3 всмеси.Аналогично можно orrкrpoвa·rь исмесьНа 2 со3 и NaHC03.Титрование по фенопфrапеину сооrветствует перехоцу карбоиагав гиарокарбонат ( ~ ) , а по метипавому оранжевому соответствует перехоцу гиарокв.рбоиата в угопьиуюкиспоту (растворе. сопяной киспоrы, пошеаший на ткrрованиебуцет равен2Vf , апошеаший на ткrрование\'2 ).
Обь емNa 2СО 3•NaHC0 3 , равен-Yt.~Ионные равновесия в растворе тетрабората цостаточно слож-ны. Дпя разбавпенных(О,1М) растворов можно счкrать, чтораствор преаставпяет собой (за счет реакuии в 4 о 7 2- с воцой)борную кислоту,в4о 7 2- +наполовину оттитрованную сильным5Н 2 О2Н 3 Во 3;::!:+основанием:2Н 2 во 3-т.е. это раствор кислоrы и сопряженного с ней основания. Расчет рН этого раствора провоаится по формуле буферного растворе.:5,75·10- 10 ,рН9,24.Еспи раствор тетре.бората натрия ткrровать кислотой, то буцетпрохоакrьн 2 во 3-+протопкrическв.ян+ ... •реакuия:н 3 во 3 .Расчет рН провоцят по привецекиой выше формуле буферногорастворе..В точке эквивалентности раствор буцет соцерже.тьборную кислоrу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
