Применение кислотно-основного титрования

Методы кислотно-основного титрования находят широкое применение в самых разных областях человеческой деятельности. Их используют для контроля технологических процессов в химической, пищевой, текстильной, металлургической и др. промышленности. При этом определяют содержание различных неорганических и органических кислот, солей, оснований, а также веществ, не обладающих кислотно-основными свойствами, но вступающих в реакцию с кислотами или основаниями.

В санитарно-гигиенической практике кислотно-основное титрование используют для определения карбонатной жёсткости воды, оценки качества продуктов питания: молока, творога, хлебобулочных изделий, в которых при хранении в результате порчи образуются органические кислоты.

В токсикологии, судебно-медицинской экспертизе этот метод используется для определения NH₃, CH₃COOH, HCN, фенолов, аминов и других ядовитых соединений кислотно-основного характера.

В фармацевтической промышленности, аптеках его применяют для определения концентрации в растворах ряда лекарственных препаратов кислотного или основного характера.

В биохимических исследованиях, клинической практике с помощью кислотно-основного титрования определяют буферную ёмкость биологических жидкостей, щелочной резерв крови и плазмы, кислотность желудочного сока. В последнем случае различают его активную и общую кислотность.

Активная кислотность обуславливается концентрацией в желудочном соке свободной соляной кислоты. Её определяют титрованием сока щелочью (NaOH) в присутствии индикатора метилового оранжевого. При этом изменение окраски наблюдается при значении рН, близком к четырем. К этому моменту практически вся свободная HCl успевает расходоваться.

Общая кислотность обуславливается не только концентрацией HCl, но и содержанием в желудочном соке связанной соляной кислоты в виде хлороводородных солей белков и некоторых других азотсодержащих соединений (их условно можно представить как R-NH₃Cl), а также наличием солей H₃PO₄, некоторых слабых органических кислот, диссоциация которых в присутствии сильной кислоты HCl подавляется. Чтобы определить общее содержание всех вышеперечисленных компонентов (в том числе и свободной HCl), желудочный сок титрируют щёлочью в присутствии индикатора фенолфталеина. В этих условиях, наряду с HCl, в реакцию со щёлочью вступят и все другие вещества.

При клинических анализах содержание соляной кислоты в желудочном соке (иначе - активную кислотность сока) и его общую кислотность измеряют в титриметрических единицах (ТЕ), т.е. числом см³ 0,1М р-ра NaOH, затраченных на титрование 100 см³ сока в присутствии в качестве индикатора метилового оранжевого или фенолфталеина, соответственно.

Нормальными показателями (натощак) являются: активная или свободная кислотность ≈20ТЕ, общая кислотность ≈40ТЕ. Таким образом, оба вида кислотности могут отличаться друг от друга в 2 раза.

Практическая часть занятия

Лабораторная работа: Определение молярной концентрации эквивалента и титра раствора соляной кислоты по стандартному раствору гидроксида натрия.

Ход работы: раствор кислоты наливают в бюретку и приводят последнюю в рабочее состояние (оттянутый «носик» бюретки заполняют раствором кислоты, воронку снимают с бюретки, уровень кислоты в бюретке должен находиться на нулевом делении).

В колбочку для титрования пипеткой отмеряют 5 мл 0,1 н. рабочего раствора гидроксида натрия, добавляют одну каплю индикатора фенолфталеина и титруют раствором кислоты до обесцвечивания.

Титрование повторяют 2-3 раза до получения трех сходящихся результатов (отличающихся друг от друга не более чем на 0,1 мл).

При титровании происходит следующая реакция:

NaОН + НСl = Н₂О + NaCl