- •Кислотно-основне титрування. Визначення концентрації та масової частки кислот, основ та солей, які гідролізують. Суть методу кислотно-основного титрування
- •Особливості титрування в неводних розчинах.
- •Побудова кривих методу протолітометрії.
- •Індикаторна похибка титрування.
- •Гідрокалієва (воднева) похибка титрування
- •Гідроксильна похибка титрування.
- •Кислотна похибка титрування.
- •Основна похибка титрування.
- •Практичне застосування методу кислотно-основного титрування.
- •Індикатори методу нейтралізації.
- •Для найбільш часто використовуваних індикаторів величини рТ:
- •Фактори, що впливають на покази індикатора.
- •Приготування титрованого розчину за точною наважкою вихідної речовини (первинний стандарт).
- •Встановлення титру розчину за допомогою стандартної речовини (вторинний стандарт або розчин із встановленим титром).
- •Вимоги до стандартних речовин.
- •Виготовлення титрованих розчинів по “фіксаналу”.
- •Класифікація титриметричних методів
- •Вимоги до реакції в титриметрії
- •Техніка титриметрії
- •Види титриметричних визначень
- •Пряме титрування
- •Зворотнє титрування
- •Непряме титрування (замісникове)
- •Реверсивне титрування.
- •Розрахунки в титриметрії
- •Визначення хлоридної кислоти
- •Визначення натрій карбонату
- •Визначення натрій гідроксиду і натрій карбонату при сумісній присутності
- •Визначення вмісту аміаку в нашатирному спирті
- •Визначення солей амонію
- •Визначення ацетатної кислоти
- •Визначення гексаметилентетраміну (уротропіну)
- •Джерела інформації:
Індикаторна похибка титрування.
Як правило, рТ індикатора, який відповідає точці кінця титрування, не співпадає з рН розчину в точці еквівалентності. Це викликає індикаторну похибку титрування. Внаслідок неспівпадання рТ вибраного індикатора ірН титрованого розчину в т.е.розчин або дещо перетитровують або недотитровують. В результаті після закінченнятетрування розчин містить деякий надлишок вільної кислоти або вільного лугу. Якщо значення рТ< рН т.е., то похибка викликається надлишком Н+-іона і називається (гідроксонієвою) водневою похибкою „Н+-похибка”.
Якщо рТ > рН т.е., то похибка викликається надлишком ОН-іонів і називається гідроксонієвою „ОН-похибка”, якщо титрують не сильні, а слабкі кислоти основи, коли кислота або основа присутні практично в неіонізованій формі, то говорять про „кислотну похибку” або „HАn-похибка” відповідно про „основнупохибку” або ”МеОН-похибку”.
Важливий знак похибки. Якщо титрують кислоту і отримують Н+-похибку, то якась частина кислоти залишається невідтитрованою, і похибка стає зі знаком ”-”. Навпаки, якщо при титруванні кислоти отримують ОН-похибку, то ця похибка має знак „+”, так як вона викликана надлишком ОН-іонів. При титруванні лугів або слабких основ знаки у Н+(і НА-похибки) і ОН-похибки (MeOH-похибки), відповідно, змінюються на зворотні.
Виведемо формули для розрахунку індикаторних похибок титрування.
Гідрокалієва (воднева) похибка титрування
Припустимо, що показник титрування індикатора рТ, нормальність титрованої кислоти Nk мл і загальний об’єм розчину в кінці титрування V2мл
Отже, для титрування взяли nекв кислоти
Nекв(кислоти)=Nk·Vk/1000(моль)
Титрування закінчується при рН рівному рТ індикатора, а тому концентрація Н+ в кінцевій точці титрування буде N2=10-рТ, а Н+ в еквівалентах в розмірі об’ємом V2 буде:
Ця величина кількості еквівалентів і складає Н+-похибку. Для того, щоб виразити її у відсотках від взятої кількості Н+-іонів, складемо пропорцію:
Звідси Н+-похибка рівна
Гідроксильна похибка титрування.
ОН- - похибка викликана надлишком ОН-іонів. Оскільки, титрування закінчилось при рН, що рівне рТ індикатора, то [Н+] = 10-рТ; при умові надлишку ОН-іонів та за умови, що [Н+][ОН-] = 10-14 знаходимо, що концентрація [ОН-] = 10-14/[Н+] або
[ОН-] = 10-14/10-рТ = 10- (14 - рТ)
Отже, якщо кінцевий об’єм відтитрованого розчину V2 мл, то в ньому міститься наступна кількість ОН --іонів
,
що становить х% від загальної кількості кислоти, взятої у досліджуваному розчині:
,
звідки ОН-похибка
Кислотна похибка титрування.
Для розрахунку кислотної похибки титрування, тобто похибки, зумовленої присутністю при закінченні титрування неіонізованих молекулневідтитрованої слабкої кислоти (HAn) в розчині, напишемо перш за все рівняння для виразу константи дисоціації кислоти
.
Перетворимо цей вираз:
і далі
.
Оскільки, Han – слабка кислота і в присутності солі, яка утворюється при її титруванні, практично неіонізована, величина [HAn] рівна загальній концентрації вільної кислоти в розчині, а величина [An-] – концентрації солі. Але сіль утворюється внаслідок взаємодії кислоти з титрантом, а тому концентрація солі рівна концентрації відтитрованої кислоти. Через це відношення [HAn]/[An-] можна подати інакше
.
Це відношення вважається мірою величини кислотної похибки титрування. Відзначимо, що [Н+] в кінцевій точці титрування рівна 10-рТ, а KHan = 10-рК, тоді, враховуючи, що
,
можемо записати, що
.
Якщо титрування хочуть провести так, щоб індикаторна похибка титрування не перевищувала 0,1%, тобто щоб невідтитрована кислота склала не більше 0,001 від кількості відтитрованої кислоти, необхідно,щоб
10 рК-рТ ≤ 10 -3; рК-рТ ≤ -3; - рТ ≤ - 3 – рК; рТ ≥ рК + 3.
Отже, якщо застосування даного індикатора викликає виникнення кислотної похибки титрування, він придатний тільки при умові, якщо величина показника титрування індикатора рТ не менше, ніж на 3 одиниці перевищує величину показника кислоти рК. Наприклад, можна наперед сказати, що достатньо точно відтитрувати ацетатну кислоту (рК = 4,76) могжна тільки при використанні таких індикаторів, показник титрування яких рТ ≥ 7,76, тобто ні метиловий оранжевий (рТ = 5,5), ні навіть лакмус (рТ = 7) для даного титрування непридатні. Навпаки, фенолфталеїн (рТ = 9) повинен бути придатним.