Кривая титрования многоосновных кислот 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Кривая титрования многоосновных кислот



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 ka,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+ +HPO42-

[H+] [HPO42-]

[H+]=[HPO42-]–[H3PO4]=

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

ka,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 ka,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, ka слабой кислоты ≥ 10-7.

Титрование H3BO3 c HCl

Ka у H3BO3 6∙10-10, H3BO3 невозможно оттитровывать. Если к H3BO3 добавить глицерин, то образуется комплексная кислота с ka =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 nT к исходному количеству no титруемого вещества.

nT =CT∙Vt no = CoVo;

Если Co =CT

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+] = -lgCo

pCa = -lg[Ca2+] = -lgCo

pAg = -lg[Ag+] = -lgCo.

б) расчет до ТЭ

При титровании протекают следующие реакции:

HCl + NaOH =NaCl +H2O

Ca2+ + Y4- = CaY2-

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: VT = fVo

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

аналогично

pCa = -lgCo –lg(1-f)

pAg = -lgCo – lg(1-f)

 

в) расчет в ТЭ

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

Kw = [OH-][H+] в ТЭ [H+] = [OH-]

Kw = [H+]2

Для расчета pCa запишем выражение для константы устойчивости

[CaY2-]=Co, 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 = pkw + lgCo +lg(f-1)

Для осадительного титрования получаем после ТЭ аналогичную формулу

pAg= pkso + lgCo +lg(f-1)

Для комплексонометрического титрования

[Ca2+] =[Y4-] [CaY2-] =Co

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 Co/

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

 

 

ЛЕКЦИЯ №15

 



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-01-25; просмотров: 2182; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 54.81.33.119 (0.05 с.)