Кривая титрования многоосновных кислот

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 9 из 12Следующая ⇒

▷ Похожие статьи

При титровании многоосновных кислот наблюдаются несколько точек ТЭ в зависимости от основности кислоты..

При титровании H₃PO₄ протекают реакции:

H₃PO₄ + NaOH = NaH₂PO₄ + H₂O

NaH₂PO₄ + NaOH = Na₂HPO₄ + H₂O

Na₂HPO₄ + NaOH = Na₃PO₄ + H₂O

В I ТЭ будет NaH₂PO₄ –амфолит, во II ТЭ - Na₂HPO₄ –амфолит, в III ТЭ - Na₃PO₄.

Титрование до I ТЭ возможно, если

Титрование до II ТЭ возможно, если

Титрование до III ТЭ возможно, если k_a,3 больше, чем 10^-7. 5∙10^-13 < 10^-7, титрование до III ТЭ невозможно.

Этап титрования	Объем NaOH, мл	Объем, мл	Состав раствора	pH
неот. H3PO4	отт. NaH2PO4
I				H3PO4, H2O	pH = 1.58
II				H3PO4+ NaH2PO4	pH = 2.15
				-//-
				-//-
	99.9	0.1	99.9	-//-
III				NaH2PO4
Этап титрования	Объем NaOH, мл	неот. NaH2PO4	отт. Na2HPO4	Na2HPO4 + NaH2PO4
IV		99.9	0.1		4.21
				5.21
				6.26
				7.21
				8.21
199.9	0.1	99.9		9.21
V				NaH2PO4	pH=9.75
VI		неот. Na2HPO4	отт. Na3PO4	Na2HPO4 + Na3PO4
200.1	99.9	0.1		9.30
				10.30
				11.35
				12.30
VII				Na3PO4	pH=12.65
VIII				Na3PO4 +NaOH	pH=12.00

Расчет pH в ТЭ

Na₂HPO₄ ↔ Na⁺ + H₂PO₄^-

H₂PO₄^- ↔ H⁺ +HPO₄^2-

[H+] [HPO₄^2-]

[H+]=[HPO₄^2-]–[H₃PO₄]=

[H⁺]²∙k_a,1= k_a,1∙k_a,2∙[H₂PO₄^-] – [H⁺]² ∙ [H₂PO₄^-]

k_a,1 << [H₂HO₄^-], тогда

При построении КТ соединяют точки 90 и 110, а не точки 99 и99,9; 100,1 и 101 мл.

Для расчета pH буферных растворов до и после I ТЭ, после II ТЭ мы используем неправильные формулы, не учитываем автопротолиз H₂O и протолиз Na₂HPO₄ и Na₂HPO₄. Когда нет избытка реагента, подавляющего протолиз, получаем неточные данные, которые сильно влияют не на вычисление pH амфолита,, а на вычисление pH буферных растворов. Когда H₃PO₄ было много, протолиз позволяется. Протолиз подавляется, когда есть избыток 10 мл.

При построении КТ надо соединить те точки, когда раствор недотитрован и перетитрован на 10 мл.

ТИТРОВАНИЕ МНОГОКИСЛОТНЫХ ОСНОВАНИЙ

Na₂CO₃ + HCl = NaHCO₃ + NaCl

NaHCO₃ + HCl = H₂CO₃ + NaCl

Выводы:

1. Титрование многокислотных оснований до I ТЭ возможно, если

2. Титрование до кислоты возможно, если k_a,1 по I ступени ≥10^-7. 2,08∙10^-4 >10^-7. Na₂CO₃ титруется до H₂CO₃.

ТИТРОВАНИЕ СМЕСЕЙ КИСЛОТ

а) при титровании смеси сильных кислот, на КТ наблюдается только один скачок;

б) при титровании сильной и слабой кислот в смеси сначала титруется сильная кислота, затем слабая. Кислоты титруются раздельно, k_a слабой кислоты ≥ 10-7.

Титрование H₃BO₃ c HCl

K_a у H₃BO₃ 6∙10^-10, H₃BO₃ невозможно оттитровывать. Если к H₃BO₃ добавить глицерин, то образуется комплексная кислота с k_a =6∙10^-6, тогда возможно раздельное титрование.

В) титрование слабых кислот в смеси возможно, если .

ЛЕКЦИЯ № 14

Построение кривых титрования по степени оттитрованности

План:

1. Понятие о монологарифмических и билогорифмических кривых титрования.

2. Степень оттитрованности как характеристика процесса титрования.

3. Общий вывод монологарифмических кривых титрования при f<1, F=1, f>1.

1. Монологарифмические кривые – кривые при расчете которых до ТЭ показатель концентрации зависит от концентрации одной формы.

К монологарифмическим КТ относятся кривые кислотно-основного титрования (сильных кислот и оснований), комплексонометрического титрования, а также кривые аргентометрического титрования.

pH = -lg[H⁺], pCa = -lg[Ca²⁺], pAg = -lg[Ag⁺].

Билогарифмичесике кривые титрования –кривые при расчете которых до ТЭ показатель концентрации зависит от отношения концентраций двух форм. К билогарифмическим КТ относятся кривые кислотно-основного титрования (кривые титрования слабой кислоты сильным основанием, слабого основания сильной кислотой), а также кривые окислительно-восстановительного титрования.

2. Cтепень оттитрованности f представляет собой отношение количества добавленного титранта n_T к исходному количеству n_o титруемого вещества.

n_T =C_T∙V_t n_o = C_oV_o;

Если C_o =C_T

В начале титрования f=0, до ТЭ f<1, за ТЭ f>, в ТЭ f=1.

3. а) До начала титрования раствор содержит только титруемую сильную кислоту, титруемые соли металла Ca²⁺ и ^Ag+ pH и pMeрассчитывают по исходной концентрации кислоты:

pH = -lg[H⁺] = -lgC_o

pCa = -lg[Ca²⁺] = -lgC_o

pAg = -lg[Ag⁺] = -lgC_o.

б) расчет до ТЭ

При титровании протекают следующие реакции:

HCl + NaOH =NaCl +H2O

Ca2+ + Y^4- = CaY^2-

Ag⁺ +Cl^- = AgCl

pH сильной кислоты рассчитывают по концентрации неоттитрованной кислоты, pCa и pAg рассчитывают по концентрации неоттитрованного иона металла.

Без учета изменения объема раствора в процессе титрования: V_T = fV_o

pH = -lg[H⁺] = -lgC_o(1-f) = -lgC_o – lg(1-f)

аналогично

pCa = -lgC_o –lg(1-f)

pAg = -lgC_o – lg(1-f)

в) расчет в ТЭ

При титровании сильной кислоты образуется очень слабое основание Cl^-, pH раствора определяется кислотно-основными свойствами воды

K_w = [OH^-][H⁺] в ТЭ [H⁺] = [OH^-]

K_w = [H⁺]²

Для расчета pCa запишем выражение для константы устойчивости

[CaY^2-]=C_o, т.к. диссоциация комплекса мала

В ТЭ равновесная концентрация иона Ag⁺ определяется растворимостью осадка AgCl

[Ag⁺]=[Cl^-]=

Г) расчет после ТЭ

Состав раствора NaCl+NaOH

Раствор представляет собой смесь сильного и слабого основания. Более сильное основание подавляет диссоциацию слабого основания, pH определяется избытком добавленного титранта

Без учета изменения объема

pH = pk_w + lgC_o +lg(f-1)

Для осадительного титрования получаем после ТЭ аналогичную формулу

pAg= pk_s^o + lgC_o +lg(f-1)

Для комплексонометрического титрования

[Ca²⁺] =[Y^4-] [CaY^2-] =C_o

V не меняется, тогда

Полученные формулы при различных f сведем в таблицу

Системы	f=0	f<1	f=1	f>1
HCl+NaOH	pH = -lgCo	pH=-lgCo–lg(1-f)		pH=pkw+lgCo+ lg(f-1)
Ca2+ + Y4-	pCa = -lgCo	pCa=-lgCo–lg(1-f)
Ag+ + Cl-	pAg = -lgCo	pAg=-lgCo–lg(1-f)		pAg=pks+lgCo + lg(f-1)

При f<1 для трех типов кривых нет различия в расчетных формулах.

При f=1 в расчетную формулу комплексонометрического титрования входит C_o/

При f>1 в расчетных формулах кислотно-основного и осадительного титрования нет различий.

ЛЕКЦИЯ №15

Познавательные статьи:



Техника нижней прямой подачи мяча

Комплекс физических упражнений для развития мышц плечевого пояса

Стандарт Порядок надевания противочумного костюма

Общеразвивающие упражнения без предметов