Учебное пособие по химии для самостоятельной работы студентов медицинских вузов Рекомендуется для студентов, обучающихся по специальностям


 Кислотно-основное титрование (метод нейтрализации)



бет5/57
Дата19.04.2023
өлшемі1,06 Mb.
#84120
түріУчебное пособие
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   57
Байланысты:
Физико-химические методы (1)

1.1.1. Кислотно-основное титрование (метод нейтрализации)
Основу метода составляет реакция нейтрализации:
H++ OH = H2O.
Этим методом определяют кислоты, основания и некоторые гидролизующиеся соли. В качестве титрантов используют растворы сильных кислот и сильных оснований. Прямым титрованием определяют кислоты и основания с константами диссоциации выше 108, а также некоторые соли, образованные слабыми кислотами или основаниями. Титрование многоосновных кислот и многокислотных оснований по отдельным ступеням возможно, если константы диссоциации по различным ступеням отличаются не менее чем на 4 порядка.
На практике метод используется для определения содержания веществ, имеющих в растворе кислую или щелочную реакцию, в частности:
 для анализа желудочного сока (определение общей и свободной соляной кислоты), буферной ёмкости крови, спинномозговой жидкости;
 при анализе лекарственных препаратов, относящихся к классам органических кислот (ацетилсалициловая, бензойная, никотиновая и др.) или оснований (водный раствор аммиака);
 в санитарно-гигиенической оценке воды, определении содер-жания аммиака в питьевой и сточной воде и т. д.
В зависимости от природы титранта различают ацидиметрию  титрование растворами кислот и алкалиметрию  титрование растворами щелочей.
Ацидиметрически определяют концентрации или массы оснований (KOH, NH3H2O) и солей, имеющих вследствие гидролиза щелочную реакцию среды (Na2CO3, NaHCO3); алкалиметрически  концентрации или массы кислот (HCl, H2SO4) и солей, имеющих вследствие гидролиза кислую реакцию среды (NH4Cl).
В ацидиметрии титрантом чаще является HCl с С( НС1) в интервале от 0,05 до 0,2 моль/л. Приготовить раствор HCl по точной массе исходного вещества весьма затруднительно из-за высокой летучести кислоты, поэтому титрант готовят путем приблизительного разбавления концентрированного раствора HCl с последующей его стандартизацией, которую проводят следующим образом:
1) готовят первичный стандарт из точной навески Na2B4O710H2O или Na2СO310H2O;
2) проводят реакции между стандартным раствором и раствором HCl:
Na2B4O7 + 2HCl + 5H2O = 4H3BO3 + 2NaCl,
Na2СO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2;
3) по уравнению (1) рассчитывают точную концентрацию раствора HCl.
В алкалиметрии в качестве титрантов обычно используют растворы NaOH и KОН. Их также нельзя приготовить по точной массе (навеске) вещества, так как щёлочи взаимодействуют с СО2 и загрязнены примесями карбонатов. В данном случае титрант готовят путем разбавления концентрированного (~ 50%) раствора щёлочи. Такой способ позволяет избавиться от примесей K2СО3 и Na2CO3, так как они малорастворимы в концентрированных растворах щелочей и удаляются из раствора в виде осадка. После разбавления полученный раствор стандартизуют, используя в качестве первичного стандарта раствор Н2С2О42H2O с заданной концентрацией:
2NaOH + Н2С2О4 = Na2C2O4 + 2Н2О,
2KОН + Н2С2О4 = K2С2О4 + 2Н2О.
При кислотно-основном титровании момент окончания реакции между анализируемым веществом и титрантом обычно не сопровождается внешними признаками, поэтому для его фиксирования необходимо использовать индикаторы.
Индикаторы, используемые при кислотно-основном титровании, представляют собой растворы слабых органических кислот или слабых органических оснований, молекулы и ионы которых различаются по цвету.
Индикатор-кислота (условное обозначение HInd) в растворе частично диссоциирует по уравнению:
HInd ⇄ H+ + Ind
Индикаторы бывают двухцветными: лакмус (молекулы  красные, ионы  синие), метилоранж (молекулы  красные, ионы  жёлтые) и одноцветными: фенолфталеин (молекулы  бесцветные, ионы малиновые).
В зависимости от концентрации ионов Н+ в растворе диссоциация индикатора происходит в большей или меньшей степени. Так, в растворе сильной кислоты индикатор практически не диссоциирует и находится в молекулярной форме. Таким образом, окраска раствора определяется цветом молекул индикатора.
В растворе сильной щёлочи индикатор, напротив, диссоциирует практически полностью и находится в растворе в ионной форме. В данном случае окраска раствора определяется цветом ионов индикатора.
В остальных случаях в растворе присутствует смесь молекулярной и ионной форм индикатора, а окраска раствора зависит от соотношения концентраций форм индикатора.
Каждый индикатор-кислота характеризуется собственной величиной константы диссоциации :

Величины , известные для всех применяемых индикаторов, являются справочными данными. Так, для лакмуса = 107, для метилоранжа = 104, для фенолфталеина = 109.
На основании выражения для можно заключить, что если
= [Н+], то [HInd] = [Ind]. Таким образом, у индикатора, находящегося в растворе с [Н+] численно равной его , концентрация молекул и ионов индикатора одинакова, следовательно, окраска растворов кислот, оснований и солей в его присутствии будет смешанной.
Для удобства расчётов обычно используют логарифмическую форму этого выражения:

Действительно, .
Значение рН раствора, численно равное показателю индикатора, называют точкой перехода окраски индикатора.


Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   57




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет