Применение кислотно-основного титрования

Методы кислотно-основного титрования находят широкое применение в самых разных областях человеческой деятельности. Их используют для контроля технологических процессов в химической, пищевой, текстильной, металлургической и др. промышленности. При этом определяют содержание различных неорганических и органических кислот, солей, оснований, а также веществ, не обладающих кислотно-основными свойствами, но вступающих в реакцию с кислотами или основаниями.

В санитарно-гигиенической практике кислотно-основное титрование используют для определения карбонатной жёсткости воды, оценки качества продуктов питания: молока, творога, хлебобулочных изделий, в которых при хранении в результате порчи образуются органические кислоты.

В токсикологии, судебно-медицинской экспертизе этот метод используется для определения NH₃, CH₃COOH, HCN, фенолов, аминов и других ядовитых соединений кислотно-основного характера.

В фармацевтической промышленности, аптеках его применяют для определения концентрации в растворах ряда лекарственных препаратов кислотного или основного характера.

В биохимических исследованиях, клинической практике с помощью кислотно-основного титрования определяют буферную ёмкость биологических жидкостей, щелочной резерв крови и плазмы, кислотность желудочного сока. В последнем случае различают его активную и общую кислотность.

Активная кислотность обуславливается концентрацией в желудочном соке свободной соляной кислоты. Её определяют титрованием сока щелочью (NaOH) в присутствии индикатора метилового оранжевого. При этом изменение окраски наблюдается при значении рН, близком к четырем. К этому моменту практически вся свободная HCl успевает расходоваться.

Общая кислотность обуславливается не только концентрацией HCl, но и содержанием в желудочном соке связанной соляной кислоты в виде хлороводородных солей белков и некоторых других азотсодержащих соединений (их условно можно представить как R-NH₃Cl), а также наличием солей H₃PO₄, некоторых слабых органических кислот, диссоциация которых в присутствии сильной кислоты HCl подавляется. Чтобы определить общее содержание всех вышеперечисленных компонентов (в том числе и свободной HCl), желудочный сок титрируют щёлочью в присутствии индикатора фенолфталеина. В этих условиях, наряду с HCl, в реакцию со щёлочью вступят и все другие вещества.

При клинических анализах содержание соляной кислоты в желудочном соке (иначе - активную кислотность сока) и его общую кислотность измеряют в титриметрических единицах (ТЕ), т.е. числом см³ 0,1М р-ра NaOH, затраченных на титрование 100 см³ сока в присутствии в качестве индикатора метилового оранжевого или фенолфталеина, соответственно.

Нормальными показателями (натощак) являются: активная или свободная кислотность ≈20ТЕ, общая кислотность ≈40ТЕ. Таким образом, оба вида кислотности могут отличаться друг от друга в 2 раза.

Практическая часть занятия

Лабораторная работа: Определение молярной концентрации эквивалента и титра раствора соляной кислоты по стандартному раствору гидроксида натрия.

Ход работы: раствор кислоты наливают в бюретку и приводят последнюю в рабочее состояние (оттянутый «носик» бюретки заполняют раствором кислоты, воронку снимают с бюретки, уровень кислоты в бюретке должен находиться на нулевом делении).

В колбочку для титрования пипеткой отмеряют 5 мл 0,1 н. рабочего раствора гидроксида натрия, добавляют одну каплю индикатора фенолфталеина и титруют раствором кислоты до обесцвечивания.

Титрование повторяют 2-3 раза до получения трех сходящихся результатов (отличающихся друг от друга не более чем на 0,1 мл).

 

При титровании происходит следующая реакция:

 

NaОН + НСl = Н₂О + NaCl

 

Расчет: вычисляют средний объем (V) кислоты, пошедшей на титрование с точностью до сотых мл

 

V ср. = V₁+V₂+V₃ = мл

 

 

Находят молярную концентрацию эквивалента (с^/) кислоты по формуле:

 

c[1/z^*(HCl)] = V(NaОН) · с(NaОН) = моль/л

V ср. (HCl)

(с точностью до четвертого знака после запятой)

 

Т (HCl) = c[1/z^*(HCl)]·М_Э(НСl) = г/мл

(с точностью до четвертой значащей цифры после запятой)

Расчеты заносят в таблицу

 

V1 (HCl)	V2 (HCl)	V3 (HCl)	Vср. (HCl)	c[1/z^*(HCl)]	Т (HCl)

 

 

Вывод: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дата ________ Подпись преподавателя _______________­

Методические указания

К занятию № 5

 

Тема: Редоксиметрия.

Цель: Освоить метод установления молярной концентрации эквивалента KМnО₄ и уметь использовать его для определения восстановителей.

 

Исходный уровень:

1. Определения понятий: титрование, рабочий раствор, анализируемый раствор, способы приготовления рабочих растворов.

2. Химический эквивалент вещества в окислительно-восстановительных реакциях, фактор эквивалентности. Закон эквивалентов.

 

Вопросы для обсуждения:

1. Общая характеристика и классификация методов редоксиметрии.

2. Кривые титрования в редоксиметрии.

3. Способы определения точки эквивалентности.

4. Перманганатометрия.

5. Иодометрия.

Рекомендуемая литература для подготовки:

1. Барковский Е.В. Введение в химию биогенных элементов и химический анализ. Минск, 1997. С. 138 - 146.