загрузка...
загрузка...
На головну

криві титрування

  1. Вибір споживача. Криві і карти байдужості.
  2. Коефіцієнт тяги і криві ковзання ременя
  3. криві байдужості
  4. Криві байдужості та бюджет споживача
  5. Криві байдужості та їх застосування.
  6. Криві байдужості та їх властивості
  7. Криві байдужості та їх властивості. Гранична норма заміщення.

Для того щоб наочно уявити собі, що відбувається при титруванні, можна скористатися кривою титрування. За допомогою кривих титрування можна, наприклад, пояснити, чому для титрування даної речовини підходить один, але не підходить інший індикатор, оцінити індикаторну похибка титрування.

крива титрування - графік залежності параметра системи, пов'язаного з концентрацією титруемого речовини, титранту або продукту реакції, від ступеня протікання процесу титрування (Наприклад, від кількості доданого титранту).

По осі абсцис при побудові кривих титрування зазвичай відкладають обсяг доданого стандартного розчину титранту або ступінь оттітрованності (F).

f =  f =  (якщо

На осі ординат, у разі кривих титрування для кислотно-основного титрування, відкладають значення рН розчину.

Залежно від визначається речовини і титранту розрізняють 4 основних випадку кислотно-основного титрування і, відповідно, 4 типи кривих титрування:

· титрування сильної кислоти сильною основою,

· титрування сильної основи сильною кислотою,

· титрування слабкої кислоти сильною основою,

· титрування слабкої основи сильною кислотою.

Теоретично можна уявити собі і титрування слабкої кислоти слабкою основою або титрування слабкої основи слабкою кислотою. Однак, на практиці (у всякому разі, в хімічних методах аналізу) таке титрування не використовується.

Титрування сильної кислоти сильною основою і сильної основи слабкою кислотою

Розглянемо криву титрування 0,10 М HCl при використанні в якості титранту 0,10 М NaOH.

У будь-якій кривій титрування можна умовно виділити 4 ділянки:

· вихідна точка;

· ділянку до стрибка титрування;

· стрибок титрування, включаючи точку еквівалентності;

· ділянку після стрибка титрування.

стрибком титрування називається ділянка кривої титрування, відповідний різкої зміни властивостей системи (В разі кислотно-основного титрування - різкої зміни рН) поблизу точки еквівалентності (Зазвичай в інтервалі значень ступеня оттітрованності 0,999 - 1,001).

Розрахунки, необхідні для побудови кривої титрування, зручно представити у вигляді таблиці (табл. 13.1). Вихідний об'єм розчину титруемого речовини становить 100,0 мл. Отримана крива титрування представлена ??на рис. 13.1. На цьому ж малюнку представлена ??крива титрування 0,10 М NaOH 0,10 M розчином HCl. Криві титрування сильної кислоти сильною основою і сильної основи сильною кислотою симетричні одна одній. Точка еквівалентності збігається з точкою нейтральності.

Табл. 13.1

Розрахунки для побудови кривої титрування 0,10 М HCl

0,10 М розчином NaOH

 , мл f  Формула для розрахунку рН  рН
 1,00
 50,0  0,500  1,48
 90,0  0,900  аналогічно  2,28
 99,0  0,990  аналогічно  3,30
 99,9  0,999  аналогічно  4,30
 100,0  1,000  7,00
 100,1  1,001  9,70
 101,0  1,010  аналогічно  10,7
 110,0  1,100  аналогічно  11,7
 150,0  1,500  аналогічно  12,3

Мал. 13.1. Криві титрування 0,10 М NaOH 0,10 M розчином HCl (1) і 0,10 M HCl 0,10 M розчином NaOH (2)

Титрування слабкої кислоти сильною основою і слабкої основи сильною кислотою

Розглянемо криву титрування 0,10 М HCOOH при використанні в якості титранту 0,10 М NaOH. Розрахунки, необхідні для побудови кривої титрування, представлені в табл. 13.2, а сама крива - на рис. 13.2. На цьому ж малюнку приведена крива титрування слабкої основи (NH3 pKBH+ = 9,24) сильною кислотою. Криві титрування слабкої кислоти сильною основою і слабкої основи сильною кислотою несиметричні щодо точки еквівалентності, якане збігається з точкою нейтральності. Величина стрибка титрування менше, ніж для, відповідно, кривої титрування сильної кислоти і сильної основи.

На рис. 13.2. показані також області переходу забарвлення метилового оранжевого і фенолфталеїну. Метиловий оранжевий не підходить для виявлення кінцевої точки титрування HCOOH, але підходить для NH3, В той час як фенолфталеин можна використовувати як індикатор при титрування HCOOH, але не можна при титруванні NH3. Таким чином, індикатори, перехід забарвлення у яких відбувається в слабокислою середовищі, не можна використовувати для виявлення кінцевої точки титрування слабких кислот, а індикатори, у яких інтервал переходу забарвлення знаходиться в слабощелочной середовищі - при титруванні слабких основ.

Табл. 13.2

Розрахунки для побудови кривої титрування

0,10 М HСООН (рКа = 3,75) 0,10 М розчином NaOH

f  Компонент, який визначає рН  Формула для розрахунку рН  рН
 слабка кіслотаHCOOH  2,38
 0,100  буферна смесьHCOOH / HCOO-  2,80
 0,500  то ж  аналогічно  3,75
 0,900  то ж  аналогічно  4,74
 0,990  то ж  аналогічно  5,75
 1,00  слабке основаніеHCOO-  pH =  8,22
 1,01  сильне основаніеOH-  см. табл. 13.1  10,7
 1,10  то ж  аналогічно  11,7
 1,50  то ж  аналогічно  12,3

Мал. 13.2. Криві титрування слабкої основи (0,10 M NH3 pKBH+ = 9,24) сильною кислотою (1) і слабкої кислоти (0,10 M HCOOH pKa= 3,75) сильною основою (2)

Титрування многоосновних кислот і многокіслотних підстав, а також сумішей кислот або сумішей підстав

Уявімо собі, що ми титруємо двухосновную кислоту H2A, перетворення якої в НА- характеризується константою Ka1, А перетворення НА- в A2 - Константою Ka2

Визначимо, при якому співвідношенні даних констант, H2A можна відтитрувати спочатку до HA-, А потім до A2, Тобто можна отримати криву титрування з двома виразними стрибками титрування. Припустимо, що нас задовольняє похибка титрування H2A по першій ступені менше 1%, інакше кажучи, до кінця титрування ступінь перетворення H2A в НА- складе більше 99%, а НА- в A2 менше 1%

Таким чином, щоб відтитрувати двухосновную кислоту по першому місці з похибкою менше 1%, необхідно, щоб константи кислотності по першого та другого ступенів відрізнялися на 4 порядки і більше. При допустимої похибки 0,1% константи повинні відрізнятися на 6 порядків і т.д.

Закономірності, характерні для многоосновних кислот, залишаються справедливими для многокіслотних підстав, а також для сумішей кислот або сумішей підстав. Як приклад розглянемо титрування розчину, що містить карбонат-іон (наприклад, 0,10 М Na2CO3). Розрахунок рН для основних точок кривої титрування наведено в табл. 13.3. Крива титрування показана на рис. 13.3. На кривій є 2 стрибка титрування; перший стрибок можна виявити при використанні фенолфталеина, а другий - метилового оранжевого.

Табл. 13.3

Розрахунки для побудови кривої титрування

0,10 М Na2CO3 0,10 М розчином HCl

f  Компонент, який визначає рН  Формула для розрахунку рН (pKa1 = 6,35; pKa2 = 10,32)  рН
 слабке основаніеСO32  11,7
 0,50  буферна смесьHCO3-/ CO32  10,4
 0,90  то ж  аналогічно  9,37
 0,95  то ж  аналогічно  9,04
 1,00  амфоліт HCO3-  8,34
 1,05  буферна смесьH2CO3/ HCO3-  7,63
 1,50  то ж  аналогічно  6,35
 1,90  то ж  аналогічно  5,40
 1,99  то ж  аналогічно  4,45
 2,00  слабка кислота H2CO3  3,91
 2,01  сильна кислота  3,48
 2,10  то ж  аналогічно  2,48

Мал. 13.3 Крива титрування 0,10 М Na2CO3 0,10 М розчином HCl

13.4. Фактори, що впливають на величину стрибка титрування

На величину стрибка титрування в кислотно-основному титруванні впливають:

· концентрація титруемого речовини і титранту,

· сила титруемой кислоти або підстави,

· температура,

· іонна сила розчину.

Мал. 13.4.Криві титрування 0,1 М CH3COOH 0,1 NaOH (1), 0,001 М HCl 0,001 NaOH (2) і 0,1 HCl 0,1 NaOH (3)

При зменшенні концентрації титруемого речовини і титранту величина стрибка титрування зменшується (рис. 13.4), тому ацидиметрія не можна використовувати для визначення речовин в сильно розбавлених розчинах. Величина стрибка титрування також стає менше при зменшенні сили титруемой кислоти або підстави (рис. 13.4). Пряме титрування таких кислот як H3BO3 (pKa = 9,2) або NH4+ (pKa = 9,24) у водних розчинах з задовільною похибкою неможливо і тому для їх визначення використовують спеціальні прийоми.

Температура і іонна сила впливають на величину стрибка титрування менш помітно, ніж концентрація або сила титруемой кислоти або підстави. При підвищенні температури константа автопротоліза води збільшується, тому величина стрибка кислотно-основного титрування у водному розчині зменшується. Аналогічним чином впливає на величину стрибка титрування іонна сила розчину.



Попередня   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   Наступна

Поняття про механізм утворення осаду | Колоїдна стадія утворення осаду | Причини забруднення осаду і способи їх усунення | Основні етапи методики гравіметричного визначення методом осадження | Гравіметрія в фармацевтичному аналізі | ГЛАВА 12 | Стандартні розчини і стандартні речовини | ГЛАВА 13 | Титранти і стандартні речовини | металевий червоний |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати