Расчёт кривых титрования соляной кислоты раствором гидроксида натрия

      Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

”Сибирский Государственный технологический университет”                               

Кафедра аналитической химии и технологии электрохимических производств

Факультет Химических Технологий

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

РАСЧЁТ КРИВЫХ ТИТРОВАНИЯ

Руководитель:

______________________________

                                                                            (подпись)

                                                                                 ______________________________

                                                                            (дата, оценка)

                                  Разработал:

                                                 Студент группы 62-3

                                                                         ________________Калинин Н. С.       

                                                                       (подпись)

                                                                      _________________________

                                                                    (дата)

Задание

Рассмотрим титрование сильной кислоты сильным основанием на примере титрования соляной кислоты раствором гидроксида натрия.

          HCl+NaOH → NaCl+H₂O                  - в молекулярной форме,

               H⁺ + OH^- → H₂O                            - в ионной форме.

Пусть титруется 100см³ раствора соляной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,25 моль/дм³ раствором основания NaOH с молярной концентрацией эквивалента 0,2 моль/дм³. При расчете кривой титрования необходимо рассмотреть и определить значение pH в начальный момент, в процессе титрования, в точке эквивалентности, и за точкой эквивалентности.

          1. В начальный момент у нас имеется раствор сильной кислоты. Не учитывая изменения ионной силы раствора, определим водородный показатель раствора pH по формуле:

                    ,

где [H⁺]- молярная концентрация эквивалента кислоты, моль/дм³.

С[1/1HCl]=0.25 моль/дм³. =-lg0.25=0.6.

          2 В процессе титрования, при добавлении к кислоте раствора гидроксида натрия часть кислоты расходуется на образование поваренной соли- хлорида натрия NaCl, поэтому концентрация ионов водорода до точки эквивалентности начинает уменьшаться. Молярную концентрацию эквивалента кислоты в процессе титрования рассчитываем по формуле:

                   

где- молярная концентрация эквивалента щелочи, моль/дм³,

добавленной в процессе титрования. Обозначим её через С_щ;

V(HCl)- объем кислоты, взятой для анализа, см³, V(HCl)= V_к;

V(NaOH)- объем щелочи, добавленной в процессе титрования, см³, V(NaOH)=V_щ.

 Тогда формула (1.2) примет вид:

         

а) Пусть добавлено 50 см³ NaOH, тогда

,            

Аналогично рассчитываем pH в точках, когда добавлено 90; 99; 99,9 см³ раствора NaOH.

б) Добавлено 90 см³ NaOH,

                  

в)добавлено 124 см

                     

г)добавлено 124,9 см

               

3. В точке эквивалентности добавлено 125 см³ раствора NaOH, т.е. в раствор вводят как раз эквивалентное имевшейся кислоте количество щелочи, т.е. достигают точки эквивалентности. В этот момент раствор будет содержать только образовавшуюся при реакции соль NaCl. Но так как последняя не подвергается гидролизу, pH раствора можно определить, исходя из ионного произведения воды.

    

4. За точкой эквивалентности наблюдается избыток щелочи. В этом случае расчет pH, без учета разбавления, проводится по формуле расчета pH сильного основания

где гидроксильный показатель раствора.

а) Пусть добавлено125,1 см³ раствора NaOH,

      

б) Добавлено 126 см³ раствора NaOH,

      

в) Добавлено 135 см³ раствора NaOH,

        

г) Добавлено 150 см³ раствора NaOH,