МЕТОД НЕЙТРАЛИЗАЦИИ.

Вода – очень слабый электролит, диссоциирующий на ионы согласно уравнению: 2Н2О ↔ Н3О+ + ОН- или упрощенно Н2О ↔ Н+ + ОН-

Константа равновесия (диссоциации) для последнего уравнения имеет вид:

Кд = [Н+][ОН-]/ [Н2О] (1)

 

Так как концентрация молекул воды мало изменяется при диссоциации, величину [Н2О] считают постоянной, которую тоже можно включить в константу: [Н+][ОН-]= Кд ·[Н2О]= Кw =1·10-14 (при 22ºС) (2)

 

Константа Кw называется ионным произведением воды и незначительно меняется при изменении температуры. Таким образом, в чистой воде концентрация образующихся ионов составляет: [Н+]=[ОН-]= =1·10-7 моль/л. В кислой среде преобладают ионы водорода: [Н+]>[ОН-], в щелочной среде преобладают гидроксильные ионы: [ОН-]>[Н+].

Для количественной характеристики кислотности среды используют водородный показатель рН и гидроксильный показатель рОН (в аналитической химии значок «р» перед искомой величиной всегда означает «-lg» от этой концентрации):

рН = -lg[Н+] ; рОН=-lg[ОН-] (3)

 

Логарифмируя левую и правую часть уравнения (2), получаем:

-lg([Н+]·[ОН-])= -lg10-14 => -lg[Н+]+(-lg [ОН-])= 14 => рН+рОН=14

Таким образом, сумма показателей:

рН+рОН=14 (4)

 

В кислой среде рН<7, в нейтральной среде рН=7, в щелочной среде рН>7.

 

Общая характеристика метода кислотно-основного титрования (нейтрализации)

Реакция нейтрализации – протолитическое взаимодействие кислоты и основания, в результате которого образуется соль и вода.

НА + ВОН ↔ ВА + Н2О

кисл осн соль

Несмотря на название метода, при смешении стехиометрических количеств кислоты и основания не всегда образуется нейтральная среда в точке эквивалентности (при окончании реакции), что объясняется гидролизом образующейся соли ВА. Возможны следующие случаи:

1) Если ВА образована сильным основанием и сильной кислотой (NaCl, Ba(NO3)2, и т.д.), соль не подвергается гидролизу, рНт.экв.=7.

В этом случае реакция нейтрализации действительно сводится к взаимодействию Н+ + ОН- → Н2О с образованием нейтральной среды.

2) Если ВА образована сильным основанием и слабой кислотой (K2S, CH3COONa, и т.д.), соль гидролизуется по аниону, рНт.экв.>7, среда щелочная.

3) Если ВА образована слабым основанием и сильной кислотой (CuSO4, NH4Cl, и т.д.), соль гидролизуется по катиону, рНт.экв.<7, среда кислая.

4) Если ВА образована слабым основанием и слабой кислотой (Al2S3, CH3COONH4, и т.д.), соль гидролизуется по катиону и аниону, рНт.экв.зависит от относительной силы (констант диссоциации) кислоты и основания, обычно среда близка к нейтральной.

Метод нейтрализации применяется для определения концентрации кислот, щелочей, некоторых солей, оксидов, кислотности биологических жидкостей (желудочный сок, моча, молоко), фармацевтических препаратов, продуктов питания, воды. При этом используется титрование – прибавление одного раствора (из бюретки) к другому (в колбе) по каплям с целью определения эквивалентного объема и вычисления неизвестной концентрации по закону эквивалентов. Если обозначить нормальную концентрацию титруемого раствора С1, а концентрацию титрующего раствора С2 , то закон эквивалентов («вещества реагируют в эквивалентных количествах») записывается следующим образом:

С1· V1 = С2· V2 (5),

 

или Скисл· Vкисл = Сосн· Vосн

 

Титрованный, или стандартный, раствор – раствор, концентрация которого точно известна. Титрующий раствор часто называют рабочим раствором или титрантом.

В зависимости от титранта различают ацидиметрическое и алкалиметрическое титрование. В методе ацидиметрии в качестве титрантов применяют сильные кислоты. Этим методом определяют сильные и слабые основания, соли слабых кислот и органических соединений, обладающих основными свойствами.

В методе алкалиметрии в качестве титрантов применяют сильные основания. Этим методом определяют сильные и слабые кислоты, соли слабых оснований и органических соединений, обладающих кислыми свойствами.

Основными рабочими растворами в методе кислотно-основного титрования являются чаще всего кислоты HCl и H2SO4 и растворы щелочей NaOH и KOH. Так как эти вещества не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к стандартным веществам, из них готовят растворы приблизительной концентрации, которые затем стандартизируют.

В качестве стандартных веществ при установке точной концентрации кислот используют тетраборат натрия (буру) Na2B4O7 ·10H2O или безводный карбонат натрия Na2CO3. Для установки титра щелочей используют щавелевую кислоту H2C2O4 · 2H2O, янтарную кислоту H2C4H4O4, бензойную кислоту C6H5COOH и др.

Так как реакция нейтрализации не сопровождается каким-либо внешним эффектом, точку эквивалентности определяют по изменению окраски индикатора, который добавляют в титруемый раствор (в колбу).








Дата добавления: 2015-09-18; просмотров: 870; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию, введите в поисковое поле ключевые слова и изучайте нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам понравился данный ресурс вы можете рассказать о нем друзьям. Сделать это можно через соц. кнопки выше.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2022 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.006 сек.