Кривая титрования(вариант_6)

Министерство образования Российской Федерации

Ярославский Государственный Технический Университет

Кафедра «Аналитической химии и контроля качества продукции»

Проверил:

Кузьмичев О.В.

С оценкой _________

Дата:«___»________2009

Расчетно-графическая работа по теме:

«Расчет и анализ кривой кислотно-основного титрования с использованием ЭВМ».

Вариант №6.

АХ.0107. 020101.006.РГР

Выполнила:

Студент группы ХТХ-29

Куренкова К.А._________

Ярославль 2009

1. Краткая теория.

В процессе любого титрования изменяются равновесные концентрации определяемого вещества, реагентов и продуктов реакции.

Графическое изображение изменений концентраций веществ в процессе титрования называют кривой титрования.

На оси ординат откладывают либо равновесную концентрацию одного из веществ - тогда имеют дело с линейной.кривой титрования, либо логарифм этой концентрации - тогда получают логарифмическую кривую титрования.

На оси абсцисс можно откладывать объем добавленного титранта (реагента) V_титр или отношение этого объема к объему титранта, содержащему стехиометрическоe количество реагента V_титр(_{стехиом}).

В титриметрическом анализе более широкое применение получили логарифмические кривые титрования.

Отрицательный логарифм (при основании 10) концентрации известен как р функция. Кривые титрования дают возможность проследить за изменением р-функции в различные моменты титрования, определить рН в точке эквивалентно­сти, изучить влияние различных факторов (температуры, концентрации реаги­рующих веществ и др.) на характер кривой титрования, установить конец титро­вания и, самое главное, сделать правильный выбор индикатора.

Точка эквивалентности - это такая точка в процессе титрования, в которой количество прибавленного титранта эквивалентно количеству анализируемого вещества.

Для аналитика большое значение имеет форма кривой титрования и, осо­бенно величина скачка р - функции вблизи точки эквивалентности, поскольку эти факторы определяют, насколько легко и правильно можно зафиксировать конечную точку титрования. Как правило, конечную точку титрования легче всего зафиксировать при больших изменениях р - функции, происходящих в небольшом интервале объемов реагента.

Резкое изменение р - функции (ординаты) вблизи точки эквивалентности называют скачком титрования.

Величину сказка титрования связывают с величиной систематической погрешности; возникающей вследствие несовпадения точки конца титрования с точкой эквивалентности, которая может быть допустима при данном титриметрическом определении.

Чтобы погрешности не превысили ± 0,1 %, точкой начала скачка считают точку кривой титрования, когда недотитровано 0,1 % определяемого вещества, а точкой конца скачка - точку, когда добавлен избыток в 0,1 % от стехиометрического количества реагента.

Задание:

Опред. в-во	KA	CA, Моль/л	VA, Мл	Титрант	СТ, Моль/л	Vтитранта, мл
HСООН	1,77*10^-^4	0,1120	25	KOH	0,1230	4	8	12	16	19	22	23	27

2. Кривая титрования слабой кислоты щелочью.

В основе расчета кривой титрования лежит реакция:

НСООН + КОН = НСООК + Н₂О

НСООН + ОН^- = НСОО^- + Н₂О

НСООН - слабая кислота ; НСОО^- - сопряженное основание

2.1 Вычисление pH раствора до начала титрования.

В водном растворе ионизация слабой кислоты определяется константой К_а, т.е. имеет место сосуществование слабой кислоты и сопряженного с ней основания.

HСООН + H₂O  НСОО^- + H₃O⁺

2.2 Вычисление pH раствора в процессе титрования до точки эквивалентности.

При добавлении титранта КОН равновесие протонного переноса смещается вправо вследствие взаимодействия КОН с H₃O⁺ . Система представляет раствор кислотно-основной пары, НСООН и НСОО^- , в которой по мере титрования уменьшается концентрация кислоты и увеличивается концентрация сопряженного основания. Такие растворы обладают свойством буферной системы, и кислотность рассчитывается по формуле:

1. V_титр=4 мл.

2. V_титр=8 мл.

3. V_титр=12 мл.

4. V_титр=16 мл.

5. V_титр=19 мл.

6. V_титр=22 мл.

3. Вычисление pH в точке эквивалентности.

Когда слабая кислота полностью оттитрована, в растворе присутствует соль НСООК. Катион К⁺ не проявляет кислотно-основных свойств, а анион НСОО^- обладает свойствами сопряженного основания, и кислотность раствора определяется концентрацией основания и его величиной К_в.

НСОО^- + H₂O  HСООН + OН ^-

Объем титранта в точке эквивалентности вычисляют по формуле:

3. Вычисление pH раствора после точки эквивалентности.

V_титр=27 мл.

3. Расчет двух точек скачка титрования.

1. Оттитровано 99,9 %.

;

б) Оттитровано 100,1%.

_{Зависимость pH раствора от количества добавленного титранта}

_{3. Анализ кривой титрования}

Кривая титрования раствора муравьиной кислоты с С(НСООН)=0,1120 моль/л раствором гидроксида калия с С(KOH)=0,1230 моль/л характеризуется следующими особенностями:

3.1. В точке эквивалентности pH не совпадает с точкой нейтральности и лежит в щелочной области; pH_т.э=8,259.

2. Кривая имеет несимметричный вид относительно точки эквивалентности.

3. Изменение pH вблизи точки эквивалентности менее резкое по сравнению с титрованием сильной кислоты: величина скачка составляет 4.95 единицы pH в пределах от 6,09 до 11.04.

4. Скачок титрования находится как в кислотной, так и в щелочной области. Сдвиг скачка титрования большей частью в щелочную область обусловлен буферным действием смеси НСООН и НСООK и щелочной средой раствора НСООK в точке эквивалентности. Для фиксирования точки эквивалентности можно использовать индикаторы, интервал перехода окраски которых лежит в пределах от 6,09 до 11.04 единиц pH.

Индикатор	Интервал pH	PT
Метиловый красный	4,4-6,2	5,3
n-Нитрофенол	5,6-7,6	6,6
Бромтимоловый синий	6,0-7,6	6,8
Феноловый красный	6,8-8,0	7,4
Нейтральный красный	6,8-8,0	7,4
Крезоловый пурпурный	7,4-9,0	8,2
Тропелин ООО	7,6-9,0	8,3
Тимоловый синий	8,0-9,6	8,8
Фенолфталеин	8,2-10,0	9,1
Тимолфталеин	9,4-10,5	10,0
Нильский голубой	10,1-11,1	10,6

Наилучшим индикатором является Тропелин ООО, т.к. его pT=8,3 наиболее близок к pH в точке эквивалентности.

4. Расчёт индикаторной ошибки

Т.к. в точке эквивалентности pH раствора равна 8,259, а pT индикатора тропелин ООО равен 8,3, то в данном титровании при использовании индикатора тропелин ООО присутствует гидроксидная ошибка, т.е. в по окончании титрования в растворе присутствует избыток гидроксид-ионов.

5. Литература.

5.1 Крешков А.П. Основы Аналитической химии т.2 М: «Химия».1965.

5.2 Васильев В.П. Аналитическая химия ч.1 М. «Высшая школа». 1989.

5.3 МУ 32-50-98. Методические указания к самостоятельной работе студентов по расчету и анализу кривой титрования с использованием ЭВМ. ЯГТУ., Ярославль 1998.