Метод кислотно-основного титрования (стр. 3 )

f=VT/VТЭ	Состав раствора	рН-определяющий компонент	Формула рН (рН-f)	pH
0	NaOH, H2O	NaOH	(12)	13
0,5	“ “	“ “	“ “	12,57
0,9	“ “	“ “	“ “	11,80
0,99	“ “	“ “	“ “	10,78
0,999	“ “	“ “	“ “	9,78
1	H2O	H2O	(10)	7
1,001	HCl, H2O	HCl	(14)	4,22
1,01	“ “	“ “	“ “	3,22
1,1	“ “	“ “	“ “	2,24
1,5	“ “	“ “	“ “	1,60

Построенные по данным таблиц 1 и 2 кривые титрования в координатах рН-VТ (рис.1) и рН-f (рис.2)имеют следующий вид:

2.4. Титрование слабой одноосновной кислоты сильным основанием

1) До начала титрования (VT=0) раствор содержит только слабую кислоту НА, автопротолизом воды можно пренебречь и при α < 5%

[Н+]=, где Со- исходная молярная концентрация кислоты, Кa –константа диссоциации слабой кислоты. При построении кривой титрования в координатах рН - VТ пользуемся следующей формулой:

рН=-0,5 lg (Ka Co). (15)

2) До точки эквивалентности получаем раствор, содержащий слабую кислоту и её соль, т. е. буферную смесь (СНА/CА-):

[Н+]=КаСНА/СА-, так как СНА/СА-=(VoCo-VтCт)/VтCт=(1-f)/f , то [Н+]= или [Н+]=

и для расчета величины рН при построении кривой титрования в координатах рН-VТ пользуемся следующей формулой:

рН=-lg[]. (16)

и при построении кривой титрования в координатах рН-f пользуемся следующей формулой:

рН=-lg(). (17)

3) В точке эквивалентности вся кислота оттитрована; значение рН определяется гидролизом соли, образованной слабой кислотой и сильным основанием:

А - + Н2О↔НА + ОН-

[Н +]=, так как Ссоли=С0V0/(V0+VT), а VТ=С0V0/CT, следовательно

[Н +]=.

Для расчета значений рН при построении кривой титрования в координатах рН-VТ используется следующая формула:

pН=7- 0,5lg[]. (18)

Чтобы избавиться от объемов участвующих в титровании веществ, из формулы (3) f=nТ/no=CТVТ/CoVo выразим VТ и подставим в (18), в результате получаем следующую формулу для расчета рН в точке эквивалентности при построении кривой титрования в координатах рН- f:

pН=7- 0,5lg. (19)

4) За точкой эквивалентности величина рН определяется избытком добавленного титранта (сильного основания), и рН рассчитывается так же, как и в случае титрования сильной кислоты сильным основанием по формулам

(8): рН= 14-lg[] и (9) : рН= 14 -lg[] . Пример3.

1)Построить кривую титрования 10,0 (9)мл 0,10М уксусной кислоты (Кa=1,75·10-5) 0,1н раствором NaOH в координатах рН-VТ.

2) Построить кривую титрования 0,10н HCl 0,1 н раствором NaOH в координатах рН-f.

Для кривых титрования, построенных в координатах рН – Vт, необходимо определить эквивалентный объем титранта:

VTЭ=CоVo/CT = 0,10·10,0/0,10=10мл

Для построения кривой титрования удобно заполнить следующую таблицу:

Таблица 5 - Титрование слабой кислоты сильным основанием (координаты рН – VТ)

f=VT/VТЭ	VT=fVТЭ	Состав раствора	рН-определяющие компоненты	Формула рН (рН-VТ)	pH
0	0	СH3COOH, H2O	СH3COOH	(15)	2,88
0,5	5	СH3COOH, СH3COONa, H2O	СH3COOH, СH3COONa	(16)	4,76
0,9	9	“ “	“ “	“ “	5,71
0,99	9,9	“ “	“ “	“ “	6,76
0,999	9,99	“ “	“ “	“ “	7,76
1	10	СH3COONa, H2O	СH3COONa	(18)	8,73
1,001	10,01	NaOH, H2O	NaOH	(8)	9,70
1,01	10,1	“ “	“ “	“ “	10,70
1,1	11	“ “	“ “	“ “	11,68
1,5	15	“ “	“ “	“ “	12,30

Таблица 6 - Титрование слабой кислоты сильным основанием (координаты рН – f )

f=VT/VТЭ	Состав раствора	рН-определяющие компоненты	Формула рН (рН-f)	pH
0	СH3COOH, H2O	СH3COOH	(15)	2,88
0,5	СH3COOH, СH3COONa, H2O	СH3COOH, СH3COONa	(17)	4,76
0,9	“ “	“ “	“ “	5,71
0,99	“ “	“ “	“ “	6,76
0,999	“ “	“ “	“ “	7,76
1	СH3COONa, H2O	СH3COONa	(19)	8,73
1,001	NaOH, H2O	NaOH	(9)	9,70
1,01	“ “	“ “	“ “	10,70
1,1	“ “	“ “	“ “	11,68
1,5	“ “	“ “	“ “	12,30

2.5. Титрование слабого основания MOH сильной кислотой

1) До начала титрования (VT=0) раствор содержит только слабое основание, автопротолизом воды можно пренебречь и при α < 5%

[Н+]=

где Со - исходная молярная концентрация основания, Кв –константа диссоциации слабого основания. При построении кривой титрования в координатах рН - VТи рН-f пользуемся следующей формулой:

рН=14 + lg . (20)

2) До точки эквивалентности получаем раствор, содержащий слабое основание и её соль, т. е. буферную смесь (СВОН/CB+):

[Н+]=, так как Со/СВ+=(VoCo-VтCт)/VтCт=(1-f)/f , то [Н+]= или [Н+]= и для расчета значения рН при построении кривой титрования в координатах рН-VТ пользуемся следующей формулой:

рН=14-lg[], (21)

а для расчета значения рН при построении кривой титрования в координатах рН-f пользуемся следующей формулой:

рН=14+lg[] . (22)

3) В точке эквивалентности все основание оттитровано, значение рН определяется гидролизом соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой:

М+ +Н2О↔МОН + Н+

[H+]=, и для расчета значения рН при построении кривой титрования в координатах рН-VТ используется следующая формула: