Титрование многоосновных кислот и многокислотных оснований, а также смесей кислот или смесей оснований

Представим себе, что мы титруем двухосновную кислоту H₂A, превращение которой в НА^- характеризуется константой K_a1, а пре­вращение НА в A - константой Ka2

_K [HA^- ][H3O^- ] _K = [A^2- ][H3O^- ]

^Ka1 =-------- _{гтт An}-------------------- ^Ka2

[H2A] [HA ^- ]

Определим, при каком соотношении данных констант, H₂A

- 2-

можно оттитровать вначале до HA", а затем до A ", т.е. можно полу­чить кривую титрования с двумя отчётливыми скачками титрования. Допустим, что нас удовлетворяет погрешность титрования H₂A по

первой ступени менее 1%, иначе говоря, к концу титрования степень

- - 2- превращения H₂A в НА составит более 99%, а НА в A " менее 1%

[HAH ^Ka1 > ₉₉ [HA^ = ^[H3°^{- ]} _{> 99}

^[H2^A] [H₃O^-] [A^2- ] ^Ka2

^Ka¹. IS^ > 99 • 99 ^aL > 10⁴

[H₃O^-] ^Ka2 ^Ka2

Таким образом, чтобы оттитровать двухосновную кислоту по первой ступени с погрешностью менее 1%, необходимо, чтобы константы кислотности по первой и второй ступени отличались на 4 порядка и более. При допустимой погрешности 0,1% константы должны отличаться на 6 порядков и т.д.

Расчёты для построения кривой титрования 0,10 М Na₂CO₃ 0,10 Мраствором HCl

pK_a = 2,12 ^ЛР5с50⁹ pKa = 7,21 pKa = 1,25 Ap^C³»² pKa = 4,27

H₃PO₄ + NaOH 4 NaH₂PO₄ + H₂O H2C2O4 + ШОН 4 ^NaHC2^O4 + H2O

Закономерности, характерные для многоосновных кислот, остаются справедливыми для многокислотных оснований, а также для смесей кислот или смесей оснований. В качестве примера рассмотрим титрование раствора, содержащего карбонат-ион (например, 0,10 М Na₂CO₃). Расчёт рН для основных точек кривой титрования приведен в табл. 13.3. Кривая титрования показана на рис. 13.3. На кривой имеются 2 скачка титрования; первый скачок можно обнаружить при использовании фенолфталеина, а второй - метилового оранжевого.

Табл. 13.3

f	Компонент, определяющий рН		Формула для расчёта рН (pKa1 = 6,35; pKa2 = 10,32)		рН
	слабое основание CO3^2-		pH = 2(pKw + pKa2 + lgC0)		11,7
0,50	буферная смесь HCO37CO3^2-	pH	= pKa2 - lg^[HCO^- ] = pKa2 - ^ ^f [CO^2- ] ^1^-	f	10,4
0,90	то же		аналогично		9,37
0,95	то же		аналогично		9,04
1,00	амфолит HCO3^-		p^H = 2^(p^Ka1 + p^Ka2 ^)		8,34
1,05	буферная смесь H2CO3/HCO3^-	pH	, [H2CO3], f - = pKa1 - lg ^2^3^J = pKa1 - lg-- [HCO^- ] 2 -	1 f	7,63
1,50	то же		аналогично		6,35
1,90	то же		аналогично		5,40
1,99	то же		аналогично		4,45
2,00	слабая кислота H2CO3		1C pH = 2(pKa1 - lgy+f)		3,91
2,01	сильная кислота		f - 2 pH = - lg(C0,T • —) 1 + f		3,48
2,10	то же		аналогично		2,48

pH 11

фенолфталеин

0,5

1,5

Рис. 13.3 Кривая титрования 0,10 МNa₂CO₃ 0,10 Мраствором HCl

f

13.4. Факторы, влияющие на величину скачка тит­рования

На величину скачка титрования в кислотно-основном титрова­нии влияют:

• концентрация титруемого вещества и титранта,

• сила титруемой кислоты или основания,

• температура,

Дата добавления: 2015-09-07