Лабораторная работа № 3. Кислотно-основное титрование

Метод кислотно-основного титрования основан на реак­циях кислотно-основного взаимодействия, которое в общем виде можно представить как

,

где НА – кислота; В – основание; НВ⁺ - сопряженная кислота; В^– – сопряженное основание.

В результате взаимодействия растворов сильных кислот и оснований раствор становится нейтральным, поэтому метод кислотно-основного титрования иногда называют методом нейтрализации. Метод кислотно-основного титрования в вод­ной среде позволяет количественно определять многие ве­щества, при этом прямой метод можно использовать для титрования кислот или оснований, константы диссоциации которых не менее 10^–7.

В методе кислотно-основного титрования различают алкалиметрию (титрант – стандартный раствор основания) и ацидиметрию (титрант – стандартный раствор кислоты). Типичны следующие варианты титрования: 1) титрование сильной кислоты сильным основанием; 2) титрование силь­ного основания сильной кислотой; 3) титрование слабой кислоты сильным основанием; 4) титрование слабого осно­вания сильной кислотой; 5) титрование многоосновных кис­лот или многокислотных оснований; 6) титрование смесей кислот или смесей оснований разной силы.

Опыт 1. Приготовление стандартных растворов Приготовление 0,1 м раствора кислоты

Точную навеску кислоты из-за летучести НСl взять затруднительно. Поэтому сначала гото­вят раствор приблизительной концентрации, который затем стандартизируют по первичному стандарту.

Расчет количества хлороводородной кислоты, необхо­димого для приготовления 1 л 0,1 М раствора НСl.

Измерить ареометром плотность кислоты (предположим,  = 1,16 г/мл) и по справочной таблице найти соответствую­щую процентную концентрацию НС1 (для нашего случая С = 32,14%). Объем исходной кислоты HCl необходимый для приготовления 0,5 дм³ 0,1 М раствора Н₂О, рассчитывают по уравнению

масса HCl: г

масса раствора HCl: г

объем раствора HCl: мл

Выполнение работы. Рассчитанный объем кислоты отмерить мерным цилинд­ром и вылить в склянку, содержащую 250 – 300 мл дистилли­рованной воды (под тягой), затем долить дистиллированную воду до 0,5 л и, закрыв пробкой, перемешать.

Стандартизацию (установку характеристик) приготов­ленного раствора НСl проводят при помощи установочных веществ. Установочным веществом является тетраборат натрия (бура) Na₂B₄O₇10H₂O.

Опыт 2. Приготовление раствора буры

Расчет навески Na₂B₄O₇10H₂O, необходимой для при­готовления в объеме мерной колбы (например, 100 мл) стандартного раствора (например, 0,1000 М), исходя из стехиометрии протекающей реакции:

M(1/2Na₂B₄O₇10Н₂О) = 381,37/2= 190,68

n(1/2Na₂B₄O₇10H₂O) = n(HCl),

количество эквивалентов Na₂B₄O₇10Н₂О:

масса Na₂B₄O₇10Н₂О

г

Взятие навески «по разности».

1. Чистый сухой бюкс взве­сить на технических весах, затем на правую чашку весов положить разновески по массе, равной массе бюкса + g, насыпать в бюкс шпателем приблизительно g г тетрабората натрия, поставить бюкс на левую чашку весов, включить весы и, постепенно присыпая в него тетраборат, уравно­весить весы.

2. Затем взвесить бюкс с навеской на аналити­ческих весах (g₁), перенести навеску тетрабората натрия в мерную колбу, для чего опрокинуть бюкс над воронкой с укороченным носиком, вставленной в горло мерной колбы. Приподнять воронку, не вынимая ее из колбы, и горячей дистиллированной водой из промывалки смыть с воронки не просыпавшийся в мерную колбу тетраборат натрия, тща­тельно промыть внутреннюю поверхность и носик воронки. Долить в мерную колбу горячей воды приблизительно до половины.

3. Перемешивая круговым движением колбы ее со­держимое, добиться растворения Na₂B₄O₇10H₂O. После остывания раствора до комнатной температуры довести его объем водой до метки, закрыть колбу пробкой и перемешать.

4. Взвесить на аналитических весах пустой бюкс (g₂). Раз­ность (g₂ – g₁) дает точную массу Na₂B₄O₇10Н₂О, находяще­гося в мерной колбе.

Результаты взвешивания занести в таблицу

Таблица. Результаты взвешивания Na₂B₄O₇10Н₂О

Масса бюкса (технические весы)
Масса бюкса + Na2B4O710Н2О (техн.)
Масса бюкса + Na2B4O710Н2О (аналит. весы); g1
Масса бюкса (аналит. весы); g2
Масса Na2B4O710Н2О; g2 – g1