Химические методы анализа - 53 стр.

pH получаются сильно растянутые изогнутые линии, представленные            в соответствии с уравнением реакции, также в моль/дм3 раствора про-
на рис.3.3. Их можно найти аппроксимацией двух областей каждой             бы. Обычно интерес представляет область 0 рК. В этом случае 10(pH−pKa) >>1, и поэтому из
уравнения (3.28) следует                                                          Титрование 100 мл 0.05 н. раствора сильной кислоты
                         lgCHA = pKa - pH + lgС0                  (3.31)              0.1н. раствором сильного основания NaOH
Эта функция представлена на диаграмме в виде нисходящей под углом
450 кривой (при одинаковом масштабе по осям ординат и абсцисс),                   Приводим расчет величин рН в различные моменты титрования,
пересекающей верхнюю кривую [уравнение (3.30)] при рН = рКa.               для экономии места не представляем рутинных расчетов рН во всех
     в) точку рН = рКa. Из уравнений (3.28) и (3.29) получаются зна-       точках титрования, а покажем расчеты в характерные моменты титро-
чащие ординаты                                                             вания: в начале титрования, в момент полунейтрализации, в точке эк-
                 lgCHA = lgСA− = lgС0 − lg2 = lgС0 − 0.301       (3.32)    вивалентности и после точки эквивалентности.
Аналогично для линии основания используют:                                        а) В начале титрования, когда еще титрант не был добавлен (V =
      а) при рН< рКа из уравнения (3.29) величина следует                  0 мл NaOH), концентрация ионов водорода в исходном растворе равна
                       lgCА− = pH − pKа + lgС0                   (3.33)    концентрации сильной кислоты, полностью продиссоциированной на
Уравнение (3.33) описывает левую прямолинейную ветвь линии осно-           ионы водорода и хлорида:
вания, восходящую под углом 450.                                                                         CHAn = [H+] = [Cl−]                 (3.36)
      б) область рН>рКa. При этом из уравнения (3.29) получают             т.е. [H ] = 5·10 моль/л или −lg(5·10−2) = 1.30. При добавлении сильно-
                                                                                  +         −2

                           lgCA− = lgC0                          (3.34)    го основания в качестве титрующего агента концентрация кислоты,
Уравнение (3.34) описывает ветвь линии основания, параллельной оси         следовательно, концентрация ионов водорода уменьшается.
рН.                                                                               б) Прилито 25 мл основания. При этом
       в) точку рН = рКa. При этом, как было показано выше,                              [H+] = (С экHCl·VHCl − С экNaOH·VNaOH)/(VHCl+VNaOH) (3.37)
                        lgCA− = lgС0 − 0.301                    (3.35)     т.е. [H ] = (0.05·100−0.1·25)/(100+25) = 2·10−2 или рН = 1.70.
                                                                                  +

                                                                                  в) Прилито 50 мл раствора основания. При этом наблюдается
                III.3. МЕТОД НЕЙТРАЛИЗАЦИИ                                 полная нейтрализация кислоты и величина рН в точке эквивалентности
            (КИСЛОТНО-ОСНОВНОЕ ТИТРОВАНИЕ)                                 (рТ) равна рН = 7.00.
                                                                                  г) Прилито 51 мл титрующего агента. За точкой эквивалентности
                     III.3.1. Кривые титрования                            будет избыток титранта, а значит, ионов ОН−. Рассчитаем количество
                                                                           избытка щелочи:
       Зависимость значений рН, изменяющихся в процессе титрова-                         [OH−] = (С экNaOH·VNaOH − NHCl·VHCl)/(VHCl+VNaOH)   (3.38)
ния, от добавляемого количества титранта графически изображается                               −                                        −4
                                                                                  Тогда [OH ] = (51·0.1−100·0.05)/(51+100) = 6.62·10 моль/л
кривыми титрования, причем для простоты часто пренебрегают увели-                        [H+] = 10−14/6.62·104 = 1.51·10−11 или рН = 10.82.
чением объема (разбавлением раствора). На оси ординат откладывают                 Обычно по полученным данным (объем титранта и рН раствора)
значения рН, на оси абсцисс - степень оттитровывания электролита r =       строят интегральную кривую титрования в координатах рН – V, опре-
С/Сэ, где С - количество добавляемого титранта в молях на кубический       деляют объем титранта в момент эквивалентности и проводят даль-
дециметр титруемого раствора, Сэ - количество титранта, необходимое        нейшие расчеты. А на практике количество кислоты не бывает извест-


                                  105                                                                        106