Типы кислотно-основного титрования.





Количественный химический анализ (продолжение)

Титриметрический (объемный) анализ

Кислотно-основное титрование (метод нейтрализации)

Сущность метода

Кислотно-основное титрование – это метод определения кислот, оснований, солей (растворы которых подвержены гидролизу, а также кислых и основных), основанный на реакции взаимодействия между протолитами – кислотой НА и основанием В:

 

НА + В → А+ НВ+.

 

В водных растворах – это реакция нейтрализации:

 

Н3О+ + ОН → 2 Н2О, (11.10)

 

поэтому метод кислотно-основного титрования называют также методом нейтрализации.

Титрантами метода являются растворы сильных кислот и оснований: HCl, H2SO4, NaOH, КОН. Эти вещества не соответствуют требованиям, предъявляемым к стандартным веществам, поэтому концентрацию титрантов устанавливают стандартизацией их растворов. В качестве первичных стандартов чаще всего используют буру Na2B4O7 ∙ 10 H2O, безводный карбонат натрия Na2CO3, дигидрат щавелевой кислоты Н2С2О4 ∙ 2 Н2О.

Типы кислотно-основного титрования.

Ацидометрическое титрование (ацидометрия) – метод определения сильных и слабых оснований, солей слабых кислот, основных солей и других соединений, обладающих основными свойствами, путем титрования стандартным раствором сильной кислоты.

При титровании сильных оснований протекает реакция

 

ОН+ Н3О+ → 2 Н2О.

 

Среда в точке эквивалентности (ТЭ) – нейтральная. При титровании слабых оснований, например, аммиака протекает реакция:

 

NH3 + Н3О+ → NH4+ + H2O.

 

При этом образуются катионы слабого основания, подвергающиеся гидролизу:

 

NH4+ + H2O ↔ NH3 + Н3О+,

 

поэтому среда в ТЭ – слабокислая, рН < 7.

При титровании солей слабых одноосновных кислот, например, ацетатов протекает реакция:

СН3СОО + Н3О+ → СН3СООН + H2O.

 

В точке эквивалентности присутствует слабая кислота – уксусная, вследствие диссоциации которой раствор имеет слабокислую реакцию среды, рН < 7.

При титровании солей слабых двухосновных кислот (карбонатов) после присоединения к аниону кислоты одного протона образуется кислый анион слабой кислоты:

 

СО32− + Н3О+ → НСО3 + H2O,

 

подвергающийся гидролизу

 

НСО3 + H2O ↔ Н2СО3 + ОН.

 

Вследствие этого реакция среды в первой ТЭ – слабощелочная, рН > 7. При продолжении титрования кислого аниона слабой двухосновной кислоты во второй ТЭ присутствует эта слабая кислота:

 

НСО3 + Н3О+ → Н2СО3,

 

Вследствие частичной диссоциации которой среда во второй ТЭ – слабокислая, рН < 7. Таким образом, при ацидометрическом титровании среда в ТЭ может быть нейтральной, слабощелочной или слабокислой в зависимости от природы титруемого вещества.

Алкалиметрическое титрование (алкалиметрия) – метод определения сильных и слабых кислот, кислых солей, солей слабых оснований путем титрования стандартным раствором сильного основания.

При титровании сильных кислот реакция среды в ТЭ – нейтральная. Реакция протекает аналогично уравнению (11.10).

При титровании слабых одноосновных кислот реакция среды в ТЭ – слабощелочная вследствие гидролиза образующихся анионов слабой кислоты, например:

 

СН3СООН + ОН → СН3СОО + Н2О (титрование);

 

СН3СОО + Н2О → СН3СООН + ОН (гидролиз).

 

При титровании многоосновных кислот реакция среды в разных точках эквивалентности неодинакова. При титровании щелочью сернистой кислоты H2SO3 с последовательными константами кислотной диссоциации, равными К1 = 1,4 ∙ 10−2 (кислота средней силы) и К2 = 6,2 ∙ 10−8 (слабая кислота), в первой ТЭ присутствует амфолит НSO3:

 

H2SO3 + ОН → НSO3 + Н2О.

Амфолит НSO3 проявляет как кислые свойства:

 

НSO3 + Н2О → Н3О+ + SO32−;

 

так и основные:

 

НSO3 + Н3О+ → Н2О + H2SO3.

 

Основные свойства выражены слабо, так как сернистая кислота – кислота средней силы. В данном случае преобладают кислотные свойства; значение рН в первой ТЭ определяется, как обычно для амфолитов, по формуле

 

рН = 0,5 ∙ (рК1 + рК2) = 0,5 ∙ (1,85 + 7,20) = 4,53 (рН < 7).

 

Поэтому реакция среды в первой ТЭ – кислая. При продолжении титрования во второй ТЭ присутствует анион SO32− слабой кислоты НSO3:

 

НSO3 + ОН → Н2О + SO32−.

 

Этот анион подвергается гидролизу:

 

SO32− + Н2О ↔ НSO3 + ОН,

 

поэтому среда во второй ТЭ – щелочная (рН > 7).

При титровании кислых солей образуются средние анионы соответствующей кислоты, свойства которых и определяют значение рН среды в ТЭ. Например, при титровании раствора NaHSO4 щелочью образуется анион сульфата SO42−:

 

НSO42− + ОН → Н2О + SO42−.

 

Анион сульфата не подвергается гидролизу, поэтому среда в ТЭ – нейтральная.

Соли, содержащие катионы слабых оснований, титруются щелочами с выделением слабого основания. В ТЭ присутствует это основание, поэтому и реакция среды в ТЭ – слабощелочная. Например, при титровании щелочью раствора соли аммония протекает реакция:

 

NH4+ + ОН → Н2О + NH3.

 

При этом образуется слабое основание – аммиак. В ТЭ вследствие взаимодействия аммиака с водой среда слабощелочная (рН > 7):

 

NH3 + Н2О → NH4+ + ОН.

 





Читайте также:
Тест мотивационная готовность к школьному обучению Л.А. Венгера: Выявление уровня сформированности внутренней...
Конфликтные ситуации в медицинской практике: Наиболее ярким примером конфликта врача и пациента является...
Пример оформления методической разработки: Методическая разработка - разновидность учебно-методического издания в помощь...
Развитие понятия о числе: В программе математики школьного курса теория чисел вводится на примерах...

Рекомендуемые страницы:


Поиск по сайту

©2015-2020 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-15 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Обратная связь
0.022 с.