ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кривая титрования сильной кислоты сильным основанием из "Курс аналитической химии Кн 2 Издание 4" По мере приливания к кислоте раствора щелочи степень кислотности титруемого раствора изменяется и реакция среды переходит из кислой в нейтральную, а затем в щелочную. Следовательно, pH титруемого раствора зависит от объема прилитого рабочего раствора и его концентрации. Эту зависимость очень удобно выражать графически, откладывая по одной оси координат значения pH, а по другой — соответствующие им объемы прилитого рабочего раствора. [c.180] Кривая, выражающая изменение значения pH титруемого раствора в зависимости от объема прилитого рабочего раствора, называется кривой титрования. [c.180] Концентрация Н+-ионов изменяется при титровании в крайне широком промежутке значений. Например, при титровании 0,1 н. H2SO4 раствором NaOH значение [Н+] изменится от 10 до 10 . Изменение показателя степени при 10 на одну единицу соответствует изменению в 10 раз, поэтому в приведенном примере [Н+] изменяется в 1 ООО ООО раз. Конечно, откладывать такие значения на графике невозможно. Отсюда особенно ясным становится преимущество выражения степени кислотности растворов в виде pH, значение которого в приведенном примере изменяется только в 7 раз. [c.180] Подготовим сетку для построения кривых титрования (рис. 69) и по оси абсцисс будем откладывать объемы прилитого рабочего раствора в миллилитрах, а по оси ординат — значения pH. Горизонтальную линию, проходящую через точку, соответствующую pH = 7, назовем линией нейтральности, а вертикальную, про.ходя-щую через точку, соответствующую объему рабочего раствора, затраченного на титрование (например, 20 мл), линией эквивалентности. В тех случаях, когда нормальности титруемого и рабочего растворов одинаковы, эта линия соответствует и объему титруемого раствора и объему рабочего раствора, израсходованному к моменту окончания титрования (в точке эквивалентности). [c.180] Эти точки наносят на сетку, пользуясь выведенными ранее формулами для определения pH различных растворов (см. табл. 1). [c.181] Сетка для построения кривых титрования. [c.181] Очевидно, что форма кривой титрования будет определяться характером взаимодействия титруемого и рабочего растворов. Рассмотрим основные типы кривых титрования. [c.181] Исходная точка кривой титрования. Найдем сначала исходную точку кривой титрования, т. е. pH раствора до начала титрования, и нанесем ее на сетку графика (рис. 70). Для титрования взят 0,1 н. раствор НС1, поэтому pH раствора в титровальной колбе равен 1. Следовательно, координаты исходной точки кривой титрования будут pH = 1 и V = 0. [c.181] Промежуточные точки. Определив две точки — исходную и конечную, выясним, какой вид должна иметь линия, соединяющая их, т. е. как будет изменяться кислотность титруемого раствора в процессе титрования. Будем наносить на график точки через каждую единицу значения pH. [c.182] В исходной точке pH = 1, т. е. [Н+] = [НС1] = 0,1 и. Следующая точка кривой должна соответствовать значению pH = 2 и Н+] = [НС1] = 0,01 н., т. е. концентрация НС1 должна понизиться в 10 раз. Очевидно, что для того чтобы осталась 0,1 взятого для титрования количества НС1, т. с. 20-0,1=2 мл, необходимо оттитровать 20-0,9 = 18 мл раствора НС1, на что израсходуется 18 мл раствора NaOH. [c.182] Следовательно, координаты первой промежуточной точки будут pH = 2 У = 18. Отсюда видно, что в начале титрования кислотность раствора уменьщается очень медленно из бюретки вылито 18 мл NaOH из 20, а значение pH изменилось только на 1 единицу от1до2). [c.182] Для того чтобы понизить концентрацию кислоты еще в 10 раз — с 0,01 н. до 0,001 н. и получить значение pH = 3, нужно оттитровать /ю оставшегося количества НС1, т. е. 2-0,9 = 1,8 мл, на что потребуется 1,8 мл раствора NaOH. К этому моменту будет израсходовано 18- - 1,8 = 19,8 мл раствора NaOH. Таким образом, координаты второй промежуточной точки будут pH = 3 V = 19,8. Положение этой точки показывает, что кривая титрования между точками, соответствующими 18 и 19,8 мл прилитой щелочи, имеет резкий перегиб и далее pH начинает быстро увеличиваться. [c.183] Чтобы получить следующую точку кривой титрования, потребуется опять оттитровать /ю оставшегося количества НС1, т. е. 0,2-0,9 = 0,18 мл, на что будет израсходовано 0,18 мл раствора NaOH. Таким образом, координаты третьей промежуточной точки pH = 4 У = 18 + 1,8 -f 0,18 = 19,98. Следовательно, из 20 мл НС1, взятых для титрования, в этой точке остается неоттитрован-ным только 0,02 мл НС1. [c.183] Если бы к титруемому раствору можно было прибавить 0,02 мл раствора NaOH, то вся кислота была бы нейтрализована и pH раствора стал бы равным 7, т. е. возрос бы сразу на 3 единицы. Это-и была бы точка эквивалентности, показывающая, что титрование закончено. Но практически при титровании добавляем рабочий раствор целыми каплями, а объем капли равен 0,04 мл. Приливая целую каплю — 0,04 мл 0,1 п. раствора NaOH, прибавляем на 0,02 мл больше, чем требуется для достижения точки эквивалентности, т. е. получим в титровальной колбе не нейтральный, а очень слабощелочной раствор. Поэтому pH раствора изменится по сравнению-с третьей промежуточной точкой, в которой pH = 4, не на 3 единицы (до pH = 7), а на 6 единиц, до значения pH = 10, соответствующего слабощелочной среде. [c.183] Можно рассчитать pH раствора, находящегося в титровальной колбе в этот момент, другим способом. [c.183] Точность расчета не намного уменьшится, если не учитывать,, что к концу титрования объем раствора в титровальной колбе возрос с 20 до 40 мл, и вести расчет на исходные 20 мл. [c.183] Последняя капля прибавленной щело4и вызвала изменение pH сразу на 6 единиц, т. е. [Н ] сразу уменьшилась в 10 = 1 ООО ООО раз. [c.183] Такое резкое изменение pH, вызванное прибавлением последней капли рабочего раствора, носит название скачка титрования и соответствует вертикальному участку кривой титрования. Размер скачка титрования имеет очень важное значение, так как чем больше интервал изменения pH, тем с большей точностью можно провести титрование. [c.184] Практически при достижении этой точки титрование заканчивается. Но если продолжить прилипание щелочи к титруемому раствору, то щелочность его, т. е. [ОН ] = [NaOH], продолжала бы расти, приближаясь к 0,1 н., причем это увеличение шло бы таким же путем, каким шло уменьшение кислотности, т. е. вторая половина кривой была бы такой же пологой, как первая. [c.184] Вернуться к основной статье