Вывод о правиле выбора индикатора: для каждого данного титрования можно применять только те индикаторы, показатели титрования ( рт ) которых лежат в пределах скачка рн на кривой титрования.

Величина скачка титрования зависит от: концентрации титруемых растворов и температуры. Чем больше концентрация, тем больше скачок титрования. С увеличением температуры величина скачка рН уменьшается, т.к. с изменением температуры изменяется степень ионизации воды.

Титрование слабой кислоты сильным основанием.

Титрант - NaOH, определяемое вещество слабая кислота CH₃COOH.

При вычислении рН слабой кислоты нельзя приравнивать концентрацию ионов водорода [ H⁺ ] к общей концентрации кислоты в растворе, так как в растворе слабой кислоты в основном присутствуют недиссоциированные молекулы кислоты и только незначительная часть ее диссоциирует на ионы с образованием ионов водорода H⁺.

100 мл 0,1 моль/л раствора CH₃COOH титруется 0,1 моль/л раствором NaOH.

^ До начала титровани.

В растворе только уксусная слабая кислота.

[ H⁺ ] =

pH = ½ pK(HA) - ½ lg (HA) = 4,76 / 2 - ½ lg 0,1 = 2,88 ~ 3

^ Процесс титрования

CH₃COOH + NaOH = CH₃COONa + H₂O

В растворе есть неоттитрованная слабая кислота (HA) и образующаяся ее соль (MA). Образуется буферный раствор. Соль дисссоциирует полностью, а слабая кислота частично. Все имеющиеся в растворе ионы (A^-) получены при диссоциации соли, поэтому можно принять, что C(A^-) = C(MA)=[A^-]. Воспользуемся формулой для вычисления концентрации ионов водорода в буферном растворе:

[ H⁺ ] = K (HA) C (HA) / C (MA)

Отсюда

pH = pK (HA) - lg[ (C(HA) / C(MA))]

По этой формуле вычисляют рН в процессе титрования до точки эквивалентности.

^ Отношение С(кислоты) / С(соли) равно отношению числа мл неоттитрованной кислоты к числу мл оттитрованной кислоты (или числу мл прибавленной щелочи).

Оттитровано 50% уксусной кислоты, т.е. в 2 раза меньше, чем требуется по уравнению реакции. При этом добавлено 50 мл NaOH на 100 мл кислоты. Оттитрованная кислота превратилась в соль.. Следовательно в данный момент

pH = pK (HA) - lg (50 / 50) = 4,76

Таким образом, когда оттитрована половина слабой кислоты, рН раствора равен рК слабой кислоты.

В процессе титрования до точки эквивалентности происходит медленное и постепенное изменение рН, так как это буферный раствор.

К 100 мл 0,1 моль/л CH₃COOH добавили 90 мл 0,1 моль/л NaOH. В этом случае оттитровано 90 мл уксусной кислоты. Осталось неоттитрованной 100 - 90 = 10 мл кислоты.

PH = pK(HA) - lg (10 / 90) = 4,76 + 0,95 = 5,71 ~ 6

К 100 мл 0,1 моль/л кислоты добавлено 99,9 мл 0,1 моль/л NaOH. Оттитровано 99,9 мл кислоты (99,9%). Осталось неоттитрованной кислоты 100 - 99,9 = 0,1 мл.

pH = pK (HA) - lg (0,1 / 99,9) = 4,76 - (- 3) = 7,76 ~ 8

^ В точке эквивалентности

К 100 мл 0,1 моь/л CH₃COOH прибавлено 100 мл 0,1 моль/л NaOH.

CH₃COOH + NaOH = CH₃COONa + H₂O

В ионно-молекулярном виде уравнение полной нейтрализации имеет вид:

CH₃COOH + OH^- = CH₃COO^- + H₂O

Продуктом полной нейтрализации является соль сильного основания и слабой кислоты. Эта соль гидролизуется по аниону. ^ Гидролиз этой соли определяет рН в точке эквивалентности. Уравнение гидролиза по аниону:

CH₃COO^- + HOH CH₃COOH + OH^-

Вычисляем значение рН при гидролизе данной соли по формуле:

pH = 7 + 4,76 / 2 + 1/2lg 0,1 = 7 + 2,38 - 0,5 = 8,88

^ После точки эквивалентности

Прибавлен избыток NaOH, который присутствует в растворе вместе с образовавшейся солью CH₃COONa, растворы которой имеют щелочную реакцию и поэтому, казалось бы, должны повышать рН. Однако, присутствие избытка сильной щелочи NaOH сильно подавляет гидролиз соли CH₃COONa. И можно принять, что величина рН определяется только присутствующей в растворе щелочью NaOH.

К 100 мл 0,1 моль/л раствора CH₃COOH добавлено 100,1 мл 0,1 моль/л раствора NaOH. Избыток щелочи 100,1 - 100 = 0,1 мл. Вычислим концентрацию щелочи в общем объеме (100 + 100,1=200,1):

[ OH^- ] = 0,1 x 0,1 / 200,1 = 5 x 10^-5 моль / л

Отсюда рОН = - lg 5 x 10^-5 = 5 - 0,7 = 4,3 ~ 4

pH = 14 - 4 = 10

^ Результаты титрования сведем в таблицу и построим график (рис.2).

рН	Избыток кислоты, %	Избыток щелочи, %
3	100	0
4,76	50	0
5,71	10	0
8	0,1	0
8,8	0	0
10	0	0,1