Химия \ Аналитическая химия

Расчёт кривых титрования соляной кислоты раствором гидроксида натрия, страница 2

№

Добавлено

NaOH; см3

Концентрация

[H+]

[OH-]

pH

Ск

Сщ

1

0.0

0.25

0.6020

2

10.0

0.2090

0.6798

3

20.0

0.1750

0.7569

4

30.0

0.1461

0.8353

5

40.0

0.1214

0.9157

6

50.0

0.1000

1.0000

7

60.0

0.0812

1.0904

8

70.0

0.0647

1.1890

9

80.0

0.0500

1.3010

10

90.0

0.0368

1.4341

11

100.0

0.0250

1.6020

12

110.0

0.0142

1.8477

13

120.0

0.0045

2.3467

14

124.0

0.0008

3.0492

15

124.9

0.00008

4.0510

16

125.0

0.00000

7

17

125.1

0.00008

9.9486

18

126.0

0.0008

10.9466

19

135.0

0.0085

11.9299

20

150.0

0.0200

12.3010

Выделенные строки в таблице соответствуют началу скачка- строка 15, точке эквивалентности- строка 16, концу скачка- строка 14.

По данным таблицы построим график кривой титрования:

Добавлено NaOH (см3)

Ход кривой, слева направо характеризует изменение pH при титровании кислоты щелочью. Наоборот, справа налево- соответствует изменению pH при титровании щелочи кислотой.

Рассматривая кривую титрования, прежде всего, замечаем, что точка эквивалентности совпадает в данном случае с точкой нейтрализации (pH=7). Далее обращает на себя внимание чрезвычайно резкий скачок pH при переходе от 0,1 см3 избытка кислоты к 0,1 см3 избытка щелочи. Значение pH при этом изменяется на 5,8 единицы (от 4,05 до 9,94). Какие же выводы можно сделать из особенностей кривой титрования в отношении выбора индикатора?

Выбор индикатора

          На первый взгляд может показаться, что должен быть употреблен такой индикатор, окраска которого меняется про pH =7, т.е. в точке эквивалентности. Например лакмус или бриллиантовый синий, показатели титрования которых около7.

          Однако, если учесть,  отмеченный выше скачок pH на кривой титрования, то станет ясно, что с таким же успехом можно было бы применить. Например, метиловый оранжевый, хотя с ним титрование заканчивается не при pH=7, а при pH=4, или фенолфталеин(pH раствора будет 9,7). Вследствии несовпадения pT выбранного индикатора и pH титруемого раствора в точке эквивалентности, раствор обычно либо несколько раз перетитровывают, либо, наоборот, недотитровывают. В результате, по окончании титрования, раствор содержит некоторый избыток свободной кислоты или свободной щелочи. Если значение pT<pH в точке эквивалентности, то ошибка называется избытком Н+- иона и называется водородной «Н+ - ошибкой».

В противном случае, когда pT>pH, ошибка вызвана избытком ОН- и называется гидроксильной «ОН- - ошибкой». Важен знак ошибки. Если титруют кислоту и получают Н+ - ошибку, то какая-то часть кислоты остается неоттированной, и ошибка получается со знаком минус (-). Наоборот, если при титровании кислоты получают ОН- - ошибку, то ошибка имеет знак (+), так как вызвана избытком ОН- - ионов.

          Рассчитаем индикаторную ошибку титрования. Возьмем индикатор метилоранж, для которого pT=4. Воспользуемся формулой:

где pT- показатель титрования индикатора;

V1- первоначальный объем кислоты, см3;

V2- объем раствора в конце титрования, см3

- молярная концентрация кислоты.

.

 Величина 0,1% не выходит за обычные пределы аналитических погрешностей, следовательно, метиловый оранжевый применять можно.

          Для фенолфталеина речь идет о гидроксильной ошибке титрования.

Получаем:

Таким образом, и фенолфталеин для титрования вполне пригоден.

          Из всего вышеприведенного нетрудно сформулировать основное правило выбора индикатора титрования: для каждого данного титрования можно применять только те индикаторы, показатели титрования которых лежат в пределах скачка pH не кривой титрования.

Литература:

Зингель Э.М., Бабий Т. Я., Балуева Г.К.

Аналитическая химия. Расчет кривых титрования: Учебное пособие для студентов специальностей 2506, 2603, 2603с, 3207 дневной и заочной формы обучения.

- Красноярск: СибГТУ, 2002 – 38с.

Скачать файл