Кислотно-основне титрування протолітометрія

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати


Кислотно-основне титрування (протолітометрія)

Протолітометрія - це розділ тітріметріі з використанням кислотно-основної реакції (реакції нейтралізації). Назву цей розділ отримав від протолитических теорії кислот і основ.

Протоліметрію підрозділяють на ацідіметрію (від лат. Аcidum - кислота) і алкаліметрію (від лат. Alcalum - луг). У ацідіметріі як робочого розчину використовують титруватирозчину сильних кислот, а в алкаліметріі - лугів.

Прямим титруванням в протоліметріі визначають концентрацію кислоти або основи, або вміст елементів, що утворюють розчинні кислоти і підстави (наприклад фосфору у вигляді фосфорної кислоти і т.п.). Зворотним або непрямим титруванням знаходять зміст деяких солей. Наприклад, для визначення вмісту NH4 + в NH4Cl зворотним титруванням можна додати до аналізованого розчину точно відміряних надлишок стандартного розчину NaOH, нагріти суміш до повного видалення NH3, а потім залишок розчину NaOH відтитровані кислотою в присутності метилового оранжевого. Непрямий варіант титрування NH4 + можна здійснити формальдегідні методом, замістивши іони NH4 + еквівалентним кількістю Н + - іонів реакцією розчину NH4Cl з надлишком формальдегіду з реакції

NH4Cl + 6CH2O  (CH2) 6N4 + HCl + 6H2O

Зміст NH4 + знаходять за результатами алкаліметріческого титрування заступника, тобто HCl.

Протоліметріческое титрування в основному проводять у водному середовищі, але існує й неводний варіант. В останньому випадку, підібравши відповідний розчинник, можна цілеспрямовано змінювати силу розчинених у ньому кислот і підстав, перетворювати солі в кислоти і підстави і т.д. Наприклад, HCN у водному розчині - слабка кислота, а в середовищі зрідженого аміаку - сильна, сечовина в розчині безводній СН3СООН - серйозна причина, а в зрідженому аміаку - кислота і т.п. Тому застосування неводного титрування робить можливим титрування дуже слабких кислот і основ, різних сумішей солей з близькими властивостями, сумішей солей з кислотами і підставами, визначення нерозчинних у воді і розкладаються нею сполук.

Залежно від відносної сили кислот і підстав розрізняють чотири основні випадки протоліметріческого титрування, кожен з яких моделюється відповідної ТКТ: I - сильну кислоту титрують сильною основою; II - сильне підставу титрують сильною кислотою; III - слабку кислоту титрують сильною основою; IV - слабка основа титрують сильною кислотою.

Побудована в координатах "pH - V" або "pH - " протолитических ТКТ має вигляд графіка з одним або декількома S-образними переходами, кожен з яких відповідає одному або декільком скачок титрування. Принципове значення мають точки перетину графіка ТКТ з лініями нейтральності та еквівалентність. Лінія, паралельна осі абсцис і проходить через значення рН, що дорівнює 7, називається лінією нейтральності, а точка її перетину з ТКТ - точкою нейтральності (ТН). Лінія, паралельна осі ординат і що проходить через значення еквівалентного обсягу титранту, називається лінією еквівалентності, а точка її перетину з ТКТ - точкою еквівалентності (ТЕ).

Розглянемо розрахунок точок в характерних областях кожної з ТКТ, що відносяться до чотирьох основних випадків протоліметріі у водному середовищі. Розрахункові формули отримують, розглядаючи хімічні рівноваги, що встановлюються в кожен момент титрування.

I MOH сил. осн-е, с (МОН)

НА сил. к-та, з (НА)

с (МОН) = с (НА)

1. До початку титрування в титруемой розчині тільки сильна кислота HA. Так як НА сильна кислота і дисоціює без остачі, то [Н +] = с (НА), і рН = - lg [Н +]  рН = - lg c (НА).

2. При титруванні до ТЕ в розчині переважають Н + - іони, недотітрованной НА, так як всі додаються з титранту ОН - іони зв'язуються у воду: НА + МОН  МА + Н2О, тому з урахуванням розбавлення титруемой розчину в ході титрування

3. В ТЕ реакція нейтралізації закінчилася. Титруемой розчин містить тільки сіль МА і воду. Сіль МА - сіль сильної кислоти і сильної основи, отже, негідролізуется і, як і вода, забезпечує нейтральність розчину (рН = 7).

4. При титруванні після ТЕ надлишок МОН призводить до лужного середовища титруемой розчину, тому з урахуванням розбавлення:

але так як

,

то ТКТ для I-випадку має вигляд, зображений на ріс.1.7.1 суцільною лінією.

ТКТ даного типу має дзеркально-симетричний графік щодо лінії нейтральності та еквівалентність. ТЕ і ТН совпадают.д.ля реєстрації ТЕ підходять і фенолфталеїн, і метиловий оранжевий.

II HA сил. к-та, з (НА)

МОН сил. осн., с (МОН)

с (НА) = с (МОН)

Розрахунок точок ТКТ проводять за формулами, виведеним аналогічно нагоди I:

1. До титрування.

2. До ТЕ.

3. В ТЕ.

4. Після ТЕ.

Для ТКТ цього типу справедливі всі положення, викладені для випадку I, з тією лише різницею, що хід кривої зворотний - з лужної області в кислу (див. ріс.1.7.1, пунктирна лінія). Для реєстрації ТЕ підходять обидва індикатора.

III MOH сил. осн., с (МОН)

НАn сл. к-та, з (НАn)

с (НАn) = с (МОН)

1. До титрування в розчині - тільки слабка кислота НАn, диссоциирующие частково: НАn  H + + An-

За ЗДМ, але так як

і за рівнянням дисоціації,

то

2. До ТЕ в розчині суміш з непрореагіровавшей кислоти НАn і утворилася солі МАN - це буферний розчин, для якого

Буферний розчин перешкоджаючи різкої зміни рН при додаванні титранту і призводить до більш пологому ходу ТКТ, ніж в I.

3. В ТЕ в розчині тільки сіль слабкої кислоти і сильної основи МАN, яка піддається гідролізу, створюючи лужне середовище розчину:

або в іонній формі

Для цього хімічного рівняння:

Так як, а, то

після підставки [OH-] в КР отримаємо:

отже, в Кгідр.

В останньому рівність [HAn] = [OH-], що випливає з рівняння для гідролізу солі МАN, крім того, можна вважати, що [A-]  c [MAn].

4. Після ТЕ середу розчину лужна, а концентрація ОН - іонів визначається надлишком титранту.

Типова ТКТ для цього випадку (ріс.1.7.2, суцільна крива), не симетрична щодо ліній нейтральності та еквівалентність, ТЕ і ТН не збігаються, ТЕ лежить в лужному області вище області нейтральності. Для реєстрації ТЕ підходить тільки фенолфталеїн.

IV НА сил. к-та, з (НА)

ВОН сл. осн., с (ОН)

1. До титрування в розчині тільки слабка основа ВОН, диссоциирующие за рівнянням ВОН  В + + ОН -

За ЗДМ,

так як, то 

2. До ТЕ в розчині суміш з неоттітрованного слабкої основи ВОН і утворилася солі ВА - це буферний розчин.

3. В ТЕ в розчині тільки сіль ВА сильної кислоти і слабкої основи, гідролізу по рівнянню

або в іонному вигляді.

Це веде до накопичення Н + - іонів і кислому середовищі розчину.

4. Після ТЕ середу розчину - кисла, а рН визначається надлишком доданої на ТКТ цього типу представлена ​​пунктирною лінією на ріс.1.7.2. Вона несиметрична щодо лінії еквівалентності і нейтральності, ТЕ і ТН не збігаються, ТЕ знаходиться в кислому області. ТКТ має більш пологий вигляд у порівнянні з II, що пояснюється дією утворюється буферної суміші. Фенолфталеїн не підходить для реєстрації ТЕ.


Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Хімія | Реферат
14.7кб. | скачати


Схожі роботи:
Кислотно основне титрування протолітометрія
Потенціометричне титрування
Іонометріческое титрування
Осаджувальної титрування седіметрія
Прилади для амперометричного титрування
Титрування із застосуванням окислювально відновної реакції
Титрування із застосуванням окислювально-відновної реакції
Потенціометрія пряма і непряма потенціометричне титрування
Визначення фенолу методом броматометріческого титрування
© Усі права захищені
написати до нас