Несовпадение точки эквивалентности и рТ индикатора.

Погрешности, обусловленные несовпадением точки эквивалент­ности и рТ индикатора, называются индикаторными.

Индикаторные погрешности в кислотно-основном титровании удобно разделить на 4 вида:

Водородная индикаторная погрешность может возникнуть при недотитровании сильной кислоты (в таком случае погрешность отрицательная) либо когда сильная кислота используется в качестве титранта и добавлена в избытке (положительная погрешность).

-pT

п(НзО+)

V

С-> V 10

конечн

^Д Н+

+

С 0V0

С 0V0

конечн___ ± ^ 2 ^Y конечн___ ±

п(НзО+)

исх

Если концентрации титруемого вещества и титранта одинаковы, то конечн = 2V0, тогда

Гидроксидная погрешность может возникнуть при недотитро­вании сильного основания (отрицательная погрешность) либо в том случае, когда сильное основание используется в качестве титранта и добавлено в избытке (положительная погрешность).

Кислотная и основная индикаторные погрешности могут быть только отрицательными (если, конечно, исключить гипотетиче­ский случай использования слабой кислоты или основания в качестве титранта).

Величина кислотной погрешности представляет собой моляр­ную долю неоттитрованной кислоты.

[НА] =

[Н3О ]

•[•100%]

А

НА

С(НА) [Н₃О+] + K_a 1 + 10^pT-pK

Если 10^pT—pKa >> 1, то |а_НА =-10^pKa-рН[100%]

Формула для расчёта основной погрешности выводится анало­гичным образом и выглядит следующим образом

или в упрощённом виде

pT-pK + А _B =-10 ^ВН+ • [100%]

Пример 13.1. Рассчитать систематическую индикаторную по­грешность титрования 0,1 М HCl и 0,1 М HCOOH при использовании в качестве титранта 0,1 М NaOH и индикатора метилового оран­жевого (рТ = 4).

В случае НС1 титрование заканчивается при рН меньшем (4), чем рН в точке эквивалентности (7), поэтому имеет место водородная индикаторная погрешность. Поскольку в конечной точке титрования определяемое вещество будет недотитровано, величина систематиче­ской индикаторной погрешности будет отрицательной

1•10^-4

А_тт+ = -2------------- 100% = -0,2%

^Н 0,1

При титровании НСООН в конечной точке титрования будет оставаться неоттитрованная слабая кислота, поэтому в данном случае будет кислотная индикаторная погрешность.

0,25

А _НА =--------- ^^ • 100% = -36%

1 +10

Совершенно очевидно, что метиловый оранжевый не может быть использован для обнаружения конечной точки титрования рас­твора НСООН раствором NaOK

Даже в том случае, если систематическая индикаторная погреш­ность равна 0 фНэет = рТ), всё равно будет иметься случайная по­грешность визуального обнаружения конечной точки титрования с помощью индикатора. Вследствие физиологических особенностей нашего зрения рТ индикатора можно определить лишь с неопределён­ностью примерно ± 0,4 ед. рН. Величина случайной индикаторной по­грешности зависит от крутизны скачка титрования - чем она боль­ше, тем случайная погрешность меньше. Индекс крутизны скачка тит­рования рассчитывается следующим образом:

dpH		АрН
df		Af

П =

При титровании слабых кислот (оснований) крутизна скачка титрования меньше, следовательно, случайная индикаторная погреш­ность больше, чем при титровании сильных кислот (оснований) (рис 13.5). Для 0,1 М сильных кислот и оснований величина случайной ин­дикаторной погрешности составляет ±2-10". По мере уменьшения си­лы кислоты (основания) и концентрации случайная погрешность уве­личивается.

pH 10

■ > ■	1 j

0,99

1,01 ^f

Рис. 13.5. Влияние крутизны скачка титрования на случайную индикатор­ную погрешность: 1 - 0,1 МHCOOH; 2 - 0,1 МHCl

В виде полосы показана область неопределённости обнаружения конечной точки титрования для индикатора, имеющего рТ 8

13.6. Некоторые случаи практического применения кислотно-основного титрования в водных растворах

Дата добавления: 2015-09-07