Титрование кислот и щелочей.

Для определения точки эквивалентности титрования кислоты или щелочи можно применять в качестве индикаторного электрода любой из электродов: водородный, хингидронный и стеклянный. Хингидронный электрод можно применять при рН не более 8,5, но нельзя применять при титровании сильных и слабых оснований. Схемы включения приборов такие же, как и при измерении рН.

Исследуемый раствор помещают в низкий стакан, в который погружают электрод, или другой ему подобный, и одно плечо электролитического мостика. Иногда стакан снабжают мешалкой, вместо которой во многих случаях можно применять размешивание стеклянной палочкой от руки. Другое плечо электролитического мостика соединяют с каломелевым или хингидронным электродами. Над стаканчиком укрепляют бюретку с рабочим раствором кислоты или щелочи.

Определив потенциал титруемого раствора, начинают титрование. Для этой цели спускают каждый раз из бюретки в титруемую жидкость определенное количество рабочего раствора (0,5 – 2,0 мл). После прибавления размешивают в течение 2-3 мин. и затем делают отсчет разности потенциалов.

Около точки эквивалентности рабочий раствор добавляют меньшими порциями (0,1 – 0,05 мл). Полученные данные наносят на оси координат: на абсциссу – миллилитры рабочего раствора, на ординату – рН или потенциал. Получаемые при этом кривые совершенно аналогичны кривым объемного анализа.

Точка перегиба полученной кривой будет совпадать с точкой эквивалентности. Особенно резко перегиб кривой замечается при титровании сильных кислот сильными основаниями. Значительно менее ясно он выступает при титровании слабых кислот и слабых оснований. При титровании смеси сильной и слабой кислот вначале титруется сильная кислота, затем слабая. Резкого перелома в конце титрования сильной кислоты не замечается, так как после него идет титрование слабой кислоты и поэтому сглаживается резкость скачка, который наблюдается при титровании сильной кислоты в отсутствие слабой. При титровании такой смеси в конце титрования сильной кислоты наблюдается только небольшой перегиб кривой рН, который соответствует концу титрования сильной кислоты и началу титрования слабой. Такой же ход кривой рН наблюдается для случая титрования смеси слабого и сильного оснований сильной кислотой.

 

Потенциометрическое титрование.

Сущность метода состоит в том, что эквивалентную точку определяют не по изменению цвета индикатора, а по изменению потенциала электрода.

Электрод, которым пользуются при потенциометрическом титровании для определения эквивалентной точки, носит название индикаторного. Индикаторный электрод должен быть обратимым по отношению к ионам титруемого вещества или к ионам прибавляемого реагента.

В начале титрования потенциал индикаторного электрода изменяется медленно, но вблизи эквивалентной точки его потенциал изменяется скачком уже при прибавлении незначительного количества реагента.

а ) Титрование раствора сильной кислоты раствором сильного основания.

Для выполнения потенциометрического титрования составляют гальваническую цепь из хингидронного электрода, помещенного в раствор кислоты и электрода сравнения:

Хингидронный электрод готовят следующим образом: в ячейку наливают 10 мл 0,1 н раствора HCl, разбавляют водой, всыпают порошок хингидрона, вставляют гладкий Pt – электрод. Далее измеряют ЭДС составленного элемента. Затем из бюретки приливают 1 мл 0,1 н раствора щелочи, перемешивают 1-2 мин. И снова измеряют ЭДС элемента. Первые 8 мл раствора основания приливают по 1-2 мл, а затем от 8 до II мл добавляют реагента по 0,2-0,5 мл, чтобы вблизи точки эквивалентности более четко был выражен скачок потенциала индикаторного электрода. Последующее прибавление реагента (до 13 мл) ведут по 1 мл. По полученным данным строят график, откладывая на оси ординат значения ЭДС цепи, а на оси абсцисс-объем NaOH. Точка эквивалентности определяется по точке перегиба кривой.

б ) Титрование раствора слабой кислоты раствором сильного основания.

Порядок выполнения тот же, что и в работе. При титровании слабых кислот скачок потенциала в эквивалентной точке выражен менее резко, чем в первом случае, что иногда затрудняет точное определение перегиба. Поэтому после каждого приливания реагента вычисляют отношение ^DЕ/_DV. Вблизи эквивалентной точки, когда отношение ^DЕ/_DV начинает сравнительно быстро увеличиваться, реагент начинают приливать небольшими порциями (от 0,1 до 0,05 мл). После того как опыт покажет, что дальнейшее прибавление реагента приводит уже к уменьшению отношения ^DЕ/_DV, производят еще 3-4 измерения (приливая каждый раз реагента по 0,5 мл) и на этом титровании закнчивают.

 

Результаты измерений заносят в таблицу.

V мл NaOH

E = jХ.Г.- jЭ.СР.

jХ.Г.= Е + jЭ.СР.

^D^Е/DV

 

в ) Титрование смеси кислот.

При тировании смеси кислот (сильной и слабой) удается потенциометрическим методом определить содержание каждой из кислот в отдельности, не производя предварительного разделения их. На кривой титрования получают два скачка потенциала индикаторного электрода, причем первой нейтрализуется сильная кислота.

Порядок выполнения работы и обработка экспериментальных результатов аналогичны пункту «б».

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6