Кривая титрования сильного основания кислотой

Аналитическая реакция – реакция нейтрализации

.

1 этап. В растворе присутствует только щёлочь и рН раствора определяется её концентрацией:

.

2 этап. Процесс титрования. Происходит постепенная нейтрализация щелочи кислотой:

.

рН вычисляется по уравнению:

.

3 этап. Точка эквивалентности. В системе находится только негидролизующаяся соль. рН = 7. На нейтрализацию кислоты затрачен эквивалентный объём кислоты V_Э.

4 этап. После точки эквивалентности рН определяется только количеством добавленной кислоты и вычисляется по уравнению:

.

Пример. Рассчитать кривую титрования 10 мл 0,1 н. гидроксида натрия 0,1 н. раствором соляной кислоты.

VNaOH, мл	Система	Расчётная формула	рН
0	0,1 н. раствор NaOH		13,00
1	Титрование гидроксида натрия.		12,91
5			12,52
7			12,25
9			11,72
9,5			11,41
9,9			10,70
10	NaCl	Точка эквивалентности, VЭ = 10 мл, VΣ = 20 мл	7,00
10,1	Избыток кислоты		3,30
11			2,32
12			2,04
15			1,70
20			1,48

Кривая титрования сильного основания кислотой

Кривая титрования щёлочи кислотой является зеркальным отражением кривой титрования сильной кислоты щёлочью. Эквивалентную точку можно определить с помощью любого цветного индикатора, изменяющего окраску в области значений рН от 4 до 10.

Кривая титрования слабой одноосновной кислоты щёлочью

1 этап. В растворе присутствует только слабая кислота и рН раствора определяется её концентрацией и константой диссоциации:

.

где С_K – концентрация раствора кислоты, моль/л.

2 этап. Процесс титрования. Происходит постепенная нейтрализация кислоты щёлочью:

.

В результате образуется буферная смесь, состоящая из слабой кислоты, избыток которой присутствует в системе до точки эквивалентности и соли этой кислоты. рН вычисляется по уравнению для кислого буферного раствора:

,

где – концентрация соли слабой кислоты, – остаточная концентрация слабой кислоты, V_K – объём пробы кислоты, взятый для титрования, С_Щ – концентрация раствора щёлочи, V_Щ – объём раствора щёлочи, добавленный в процессе титрования.

3 этап. Точка эквивалентности. На нейтрализацию кислоты затрачен эквивалентный объём щёлочи V_Э. В системе находится только соль, гидролизующаяся по аниону. рН в точке эквивалентности будет больше 7 и вычисляется по уравнению:

.

Концентрация соли в точке эквивалентности:

,

где ‒ общий объём раствора в точке эквивалентности,

.

4 этап. После точки эквивалентности рН определяется только количеством добавленной щёлочи:

.

Пример. Рассчитать кривую титрования 10 мл 0,1 н. уксусной кислоты 0,1 н. раствором гидроксида натрия.

VNaOH, мл	Система	Расчётная формула	рН
0	0,1 н. раствор СН3СООН		2,88
1	Титрование уксусной кислоты.	Образование буферного раствора СН3СООН + СН3COONa:	3,80
5			4,76
7			5,12
9			5,71
9,5			6,03
9,9			6,75
10	Точка эквивалентности, VЭ = 10 мл, VΣ = 20 мл.	Гидролиз соли СН3COONa:	8,88
10,1	Избыток щелочи		10,70
11			11,68
12			11,96
15			12,30
20			12,52

Кривая титрования слабой одноосновной кислоты щелочью

При рассмотрении кривой титрования обращает внимание то, что точка эквивалентности лежит в щелочной области. Скачок значений рН вблизи эквивалентной точки меньше, чем в случае сильного электролита и не превышает двух единиц рН при добавлении одной капли титранта. Для титрования следует выбирать индикатор, изменяющий окраску в щелочной среде, в примере – при рН = 8-9. Таковым является фенолфталеин.