С.К. Пискарёва - Аналитическая химия (1110124), страница 59
Текст из файла (страница 59)
4. Скачок титрования тем больше, чем больше концентрация 'Взятых для титрования растворов. 5. Изменение концентрации в 10 раз смещает линию кривой на единицу рН. б. Точка эквивалентности всегда лежит на рН 7 независимо от концентрации взятых растворов. 7. При титровании растворов одинаковой концентрации кривая насколько отклоняется от симметричной. Это можно подтвердить данными табл. 9. При 100'Ъ-ном нзбьпке щелочи симметричная 267 р» 1 2 В 4 б б 7 В У 16 1г р» г В 6 7 б» 1 г В 6 в В ВИ 1 2 3 6 67 в 6 4 г В г 4 В В 1674 Избьнпок В 6 4 г б 2 4 6 В 6214 Избыток »Збытон нтлоты щточи избькпок щекочи киеизпы Рис.
34. Кривая титроваиия 0.1 М рас- Рис. 35. Кривая титроваиия 0,01 М твора НС1 О,! М раствором !ЧаОН твора НС1 0,01 М раствором ХаОН рас кривая заканчивалась бы в точке со значением рЕ1 13. В действительности значение рН в этом случае 12„52. Симметричную кривую можно получить, если брать растворы, различающиеся по концентрации.
8. Сходный характер изменения кривой титрования будет наблюдаться и в том случае, если титровать сильный гидроксид сильной кислотой. Они совпадут, если на оси ординат значения рН откладывать в обратном порядке, т. е. не от 14 к О, а от 0 к 14.
Тятроваиие слабой кислоты сильным гидроксидом. Для построения кривой титрования 0,1 М раствора СНзСООН 0,1 М раствором г!аОН достаточно данных, приведенных в табл. 10. Кривая титрования дана на рис. 36 в границах 3' 0,90 — 1,10. Используя табличные данные и графическое изображение, можно указать на следующие особенности этой кривой. !. Исходная точка находится в менее кислой среде, чем при титровании сильной кислоты.
2, В ходе титрования слабой кислоты сильным основанием рН нс зависит от начальной концентрации раствора и его разбавления во время титрования. 3. Точка эквивалентности лежит в щелочной области, т. е. всегда выше 7. 4. Чем слабее титруемаи кислота и чем больше ее концентрация, тем более в щелочной области будет находиться точка эквивалентности. 5. Скачок рН в точке эквивалентности тем меньше, чем слабее титруемая кислота и чем ниже ее концентрация.
268 269 1»В 6 4 2 О 2 4 6 61036 ЯЗВ 6 4 2 О 2 4 б В 1634 73 Избыток Избыток Избыпбк Изб!Втек киекоты щелочи еипвнойкиызоты основание Рис. 36. Кривая титроваиия 0,1 М рас- Рис. 37. Кривая титроваиия О,! М раствора СН,СООН О,! М раствором !ЧаОН твора аммиака О,! М раствором НС1 б. После точки эквивалентности, когда7~ 1, кривая титрования не зависит от природы титруемой кислоты, а зависит только от разбавления раствора. 7. При титровании 0,1 М растворов очень слабых кислот с К„„, < 1О а получается незначительный скачок на кривой титрования, так что практически нельзя определить конец титров ания. Если сама кислота является очень слабой и ее нельзя поэтому титровать сильным основанием, то сопряженное с ней основание может быть достаточно сильным и хорошо титроваться.
Например, борную кислоту нельзя точно оттитровать 1ЧаОН, но ее натриевая соль — бура, хорошо оттитровывается соляной кислотой в водном растворе. Титроваиие слабого гидроксида сильной кислотой. Для построения кривой титрования 0,1 М раствора ХН4ОН О,! М раствором НС! можно использовать данные табл. 11. Кривая дана на рис. 37 в границах 7' 0,90 — 1,10. Для подобных кривых характерны следующие особенности. 1. Исходная точка находится в щелочной области.
2. Точка эквивалентности находится в кислой среде, т. е. всегда ниже 7. 3. Скачок рН у точки эквивалентности тем меньше, чем слабее основание и чем ниже его концентрация. 4. После точки эквивалентности, когда 7')1, кривая титрования не зависит от природы титруемого основания, а зависит только от разбавления раствора.
ЫОН ее1пб+ + ОН ~С=О лС=С< 272 273 называют интервалом перехода индикатора. Интервалы пер ода индикаторов определяются значением константы диссоциации и лежат в разных областях рН. У метилового оранжевого он лежит в интервале 3,1---4,4 т. е.
составляет 1,3 единицы рН. Наиболее важной характеристикой кислотно-основных йндикаторов является показатель титрования. Показатель титрования (рТ) отвечает тому значению рН, при котором наиболее .резко изменяется окраска индикатора. Например, рТ для метилового. оранжевого равняется 4, а для фенолфталеина — 9. Метиловый оранжевый обычно используют для установления конечной точки при титровании сильных кислот, сильных и слабых оснований. Недостаток метилов ого оранжевого состоит в том, что при, повышенных температурах интервал перехода его значительно смещается. В отличие от метилового оранжевого фенолфталеин ' является одноцветным индикатором.
В кислых растворах он бесцветен, в щелочном растворе имеет красно-фиолетовую окра- ' ску. Он нечувствителен к повышению температуры. Его широко' используют при определении слабых кислот. Формулы бесцветной' (Нт!пт)) и окрашенной формы (1пе)т ) фенолфталеина следующие': Окрашенная форма в отличие от бесцветной характеризуется. наличием хиноидного кольца вместо бензольного. В сильно- щелочной среде окрашенная форма фенолфталеина может обесцветиться.
Но эту особенность фенолфталеина не используют в анализе. Кроме одно- и двухцветных индикаторов существуют многоцветные индикаторы. Например, тимоловый голубой меняет' красную окраску на желтую при рН 1,2--2,8, а затем при рН 8,0 — 9,б меняет желтую на синюю. Характеристика некоторых индикаторов дана в табл. 12. 1 Таблица 12. Интервал перехода окраекп аакболее уаотребвтельвых андакаторов Состав наиболее употребительных индикаторов: метиловый фиолетовый — 0,05%-ный раствор в воде; метиловый оранжевый — 0,1%-ный раствор в воде; метиловый красный — 0,02 г в б0 мл этанола + 40 мл водЫ; фенолфталеин — 1%-ный раствор в этаноле; тимолфталеин — 0,1%-ный раствор в этаноле.
Теории индикаторов. На основе теории электролитической лисео циации Оствальд в 1894 г. создал ионную теорию индикаторов. По этой теории кислотно-основные индикаторы рассматривают как слабые органические кислоты, основания и амфотерные соединения, у которых цвет недиссоциированных молекул и ионов имеет различную окраску.
Индикаторы-кислоты диссоциируют по уравнению Н!по+И Октн,о +1пв Если, например, индикатором является лакмус, то его недиссоциированная молекула имеет красную окраску, аниона же- синюю. При нейтральной реакции число молекул и ионов будет оди-' наковым и окраска будет фиолетовой. Индикаторы-основания диссоциируют по уравнению По современным представлениям изменение окраски индикаторов нельзя объяснить только ионной реакцией. Ионные реакции являются мгновенными, а изменение окраски во многих случаях протекает сравнительно медленно.
Поэтому допускают, что изменение окраски связано с изменением структуры индикаторов. Недостаточность теории Оствальда явилась толчком к созданию хромофорной теории. Кроме того, еще до создания ионной теории была установлена связь между цветом и структурой органических соединений. Молекулы окрашенных веществ содержат ненасыщенные группы атомов. Эти группы были названы хромофорными группами. К хромофорным группам относят: Изменение рН раствора не только изменяет равновесие электрол итической диссоциации, но и вызывает внутреннюю перегруппировку молекул — изомеризацию.
Например, для фенолфталеина существует равновесие между бензольной и хиноидной структурами. Хиноидная структура является «носителем цвета» или хром оф ором. В концентрированных растворах щелочной фенолфталеин присоединяет ОН -ионы, что приводит к повторному обесцвечиванию. Это изменение окраски связано ср следующей реакцией: 1опж»: чью" 'кши з: с-а С'~ !»6~ !»4~ Окраска характерна для формы 1пс1, имеющей хиноидное кольцо вместо бензольного. Форма 1пс)з окраски не имеет. Ионную и хромофорную теории индикаторов следует рассматривать как теории, которые дополняют друг друга. Хромофорную теорию индикаторов называют также «химической», так как изменение цвета по этой теории связано с изменением строения молекул.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
