microbik.ru
1




Вариант 4. Титрование раствора слабого основания раствором сильной кислоты
Задание. Рассчитать и построить кривую титрования 10 мл 0,1М раствора NH4OH (Кb =1,76∙10−5). Титрант: раствор HCl. 0,1M.

Пояснения. Кривую титрования строят по расчетным точкам. Расчетные точки должны соответствовать следующим этапам титрования:

Начальная точка

2. Область до точки эквивалентности

3. Точка эквивалентности (ТЭ)

4. Область после точки эквивалентности

Расчет приводят в виде таблицы:
Таблица 4.1

Расчет кривой титрования 10 мл 0,1 М раствора NH4OH

0,1 М раствором HCl

Этап титрования

Оттитровано основания, %

Объем добав-

ленного титранта, мл

Общий объем смеси в колбе для титрования, мл

Состав раство-ра на этапе титрования

Расчетная формула



рН

1

2

3

4

5

6

7


1


0


0


10


NH4OH

[OH]



[H+]=


11,1

Продолжение таблицы 4.1

1

2

3

4

5

6

7

2



50

5

15

NH4OH+

NH4Cl

[OH]

[OH]

[H+]=

9,2

2

99,0

9,90

19,90

NH4OH+

NH4Cl

[OH]=



[H+]=M

7,3

2

99,9

9,99

19,99

NH4OH+

NH4Cl

[OH]



[H+]=



6,3
Окончание таблицы 4.1

1

2

3

4

5

6

7




100

10

20

NH4Cl

[H+]

[H+]=

5,3

3

Избток титранта 0,1 %

10,01

20,01

NH4Cl+

HCl


[H+]=

[H+]

4,3


4


Избток титранта 1 %

10,1

20,10

NH4Cl+

HCl

[H+]=



3,3


Избток титранта 150%

15

25

NH4Cl+

HCl


[H+]


1,7





Выбор индикатора



Пояснения. Правило выбора индикатора:

 интервал изменения окраски индикатора должен находиться в пределах скачка титрования или частично перекрываться с ним;

 рТ индикатора должен находиться как можно ближе к точке эквивалентности и находиться в пределах скачка титрования.

Учитывая правило выбора индикатора, выбираем 2 индикатора из числа приведенных в таблице или из справочной литературы (Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия, 1989. 190 с.).

Таблица 4.2



Некоторые кислотно-основные индикаторы

Индикатор

Интервал изменения окраски, ∆рН

Показатель титрования, рТ

Метиловый оранжевый

3,1– 4,4

4,0

Метиловый красный

4,4 – 6,2

5,5

Метиловый желтый

2,4 – 4,0

3,0

Фенолфталеин

8,2 – 9,8

9,0

Тимолфталеин

9,3 – 10,5

9,6

Феноловый красный

6,4 – 8,2

7,5

Тимоловый синий

8,0 – 9,6

9,2

Бромтимоловый синий

6,0 – 7,6

7,0

Бромкрезоловый зеленый

3,9 – 5,4

4,5

Бромкрезоловый пурпурный

5,2 – 6,8

6,0


Выбираем 2 индикатора: метиловый красный (рТ=5,5) и бромкрезоловый зеленый (рТ=4,5)

Расчет индикаторных погрешностей



При недотитровывании (рТ > рНТЭ) формула для расчета индикаторной погрешности ():

,

где Kb константа основности

При перетитровывании (рТ < рНТЭ) формула для расчета индикаторной погрешности ():
,
где V(HCl)ТЭобъем титранта, прибавленный от начала титрования до точки эквивалентности

Рассчитываем индикаторные погрешности для выбранных индикаторов:

- Метиловый красный (рТ=5,5 > рНТЭ):

- Бромкрезоловый зеленый (рТ=4,5 < рНТЭ):

Кривая титрования




Пояснения. Рассчитанную кривую титрования вычерчивают на миллиметровой бумаге (возможен вариант компьютерного оформления) в координатах рН = f[V(HCl)]. На графике должны быть обозначены: скачoк титрования, точка эквивалентности (ТЭ), линия нейтральности, интервалы перехода окраски двух индикаторов и значения показателей титрования для них (рТ).

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

V(HCl), мл


pH


13
12


11


10


9

8

7
6


5


4


3

2


1




Линия нейтральности

Скачок

титрования

рТ (метиловый

красный)

2 4 6 8 10 12 14 16 V(HCl),мл vvvмммммммлмл

100

оттитровано NH3, %


0



ТЭ


рТ (бромкрезоловый

зеленый)





Рис. 4. Теоретическая кривая титрования 10 мл 0,1 М раствора NH4Cl

0,1 М раствором HCl