Киселинно-алкално титруване
Методите на киселинно-алкално титруване се основават на реакции, свързани с преноса на водородни йони между вещества, които проявяват киселинно-алкални свойства.
Киселините (донори на водородни йони) се титруват със стандартен разтвор на основа -алкалометрияОсновите (акцептори на водородни йони) се титруват със стандартен разтвор на силни киселини -ацидиметрия. В процеса на титруване киселината (a1) се превръща в своята спрегната основа (b1), основата (b2) в своята спрегната киселина (a2).
Като титранти на метода се използват 0,1 - 1 М разтвори на силни киселини - HCl, H2SO4 или силни основи - KOH, NaOH. Приготвят се по установения титърен метод.
Точната концентрация на титрувани разтвори на киселини и основи се определя от едно отпървичнитестандартни (настройващи) вещества. За стандартизиране на киселини най-често се използват натриев тетраборат декахидрат Na2B4O7∙10H2O или натриев карбонат Na2CO3. Алкалните разтвори често се стандартизират с дихидрат на оксалова киселина H2C2O4∙2H2O, янтарна киселина C4H6O6 и др. Понякога за стандартизация се използватвторичнистандарти, които могат да бъдат разтвори на силни киселини и основи, предварително стандартизирани съгласно съответните първични стандарти.
Алкалиметричното титруванеопределя:
- силни киселини: H3O + + OH - ↔ 2H2O
киселини: HA + OH - ↔ A - + H2O
киселини: HB + + OH - ↔ B + H2O
Ацидиметричното титруванеопределя:
основи: B + H3O + ↔ HB + + H2O
основи: A - + H3O + ↔ HA + H2O
основи: B + + H3O + ↔ HB 2+ + H2O
Възможността за използване на киселинно-алкално титруване се определя от общата равновесна константа на киселинно-алкалната реакция, която трябва да бъде по-голяма от 1 ∙ 10 8, акопълнотата на свързване на титруемото вещество е 99,99%, а неговият остатък е 0,01%.
Тъй като реакциите на киселинно-алкално взаимодействие са свързани с преноса на водороден йон и са придружени от промяна в концентрацията на водородни йони [H +], това е важно заопределяне на точката на еквивалентностпри киселинно-алкално титруване.
Моментът на еквивалентност се определя от pH на разтвора.
pH на разтвор(pH)–е отрицателният логаритъм от концентрацията на водородни йониизразен в mol/L:
По време на титруването стойността на pH на разтвора се променя и достига изчислената стойност, съответстваща на точката на еквивалентност TE. Индикаторите се използват за определяне на практика на крайната точка на СТТ титруване.
Използваните при киселинно-алкално титруванеиндикатори-са слаби киселини или основи, които променят цвета си в малък диапазон от стойности на рН на разтвора (в рамките на 2 рН единици), наречен преходен интервал.
Стойността на pH, при която завършва титруването с този индикатор, се наричаиндекс на титруванеи се обозначава със символа pT. Стойността на титруване обикновено е в средата на преходния интервал на индикатора.
Информация за киселинно-базовите индикатори (pH индикатори) можете да намерите в съответните справочни таблици.
Има два начина за избор на pH индикатори:
1.Качествен метод– по реакционни продукти. В точката на еквивалентност се определя реакцията на средата и се избират индикатори, които променят цвета си в тази среда.
Например, при титруване насилна киселинаHClсилна основаNaOHв горивни клетки, натриевият хлорид и водата са в разтвор:
HCI + NaOH ↔ NaCl + H2O
каксол на силна основа и силна киселина; няма изразени киселинни или основни свойства и следователно този разтвор има неутрална реакция на средата, рН = 7. Следователно е необходимо да се вземат индикатори, които променят цвета си в неутрална среда - лакмус, фенолно червено.
При титруване наслаба киселинаCH3COOHсилна основаNaOHв FC, натриевият ацетат и водата са в разтвор:
От гледна точка на протолитичната теория ацетатният йон е анионна основа, а от гледна точка на теорията за електролитната дисоциация е сол, която претърпява анионна хидролиза, в резултат на което в разтвора се натрупват хидроксидни йони. Разтворът има алкална реакция, pH> 7. Подходящи индикатори са фенолфталеин, тимолфталеин.
При титруване наслаба основаNH3∙H2Oсилна киселинаHClв FC, амониевият хлорид и водата са в разтвор: