Расчёт и построение кривых титрования

Для построения кривой кислотно-основного титрования рассчитывают значение рН титруемого раствора в различные моменты титрования: для исходного раствора, для раствора до точки эквивалентности, в точке эквивалентности и после точки эквивалентности.

Алкалиметрическое титрование

Титрование сильной кислоты щёлочью.

При титровании сильной кислоты щёлочью до точки эквивалентности значение рН определяется концентрацией исходной сильной кислоты

pH<7

В точке эквивалентности среда нейтральная, так как образуется соль сильной кислоты и сильного основания, которая не подвергается гидролизу.

pH=7

После точки эквивалентности значение рН титруемого раствора определяется концентрацией избыточного титранта – щёлочи

pH>7

Выведем формулу расчёта для титрования хлороводородной кислоты гидроксидом калия

HCl + KOH = KCl + H₂O

Введём обозначения

С – концентрация исходного раствора титруемой кислоты;

С – концентрация кислоты, меняющаяся в процессе титрования (текущая);

С – концентрация прибавляемого титранта;

С – концентрация избыточного титранта в титруемом растворе после точки эквивалентности;

V – исходный объём титруемого раствора кислоты;

V – объём прибавленного титранта.

Значение рН исходного раствора равняется:

После начала титрования и до точки эквивалентности значение рН определяется концентрацией по формуле:

Рассчитаем текущую концентрацию HCl

Где n – эквивалентное количество НСl – в растворе, а V – объём раствора, равный

V +V

Так как кислота и щёлочь реагируют в эквивалентных соотношениях, то

С

а

рН =

Расчёт рН в точке эквивалентности

При титровании сильной кислоты сильным основанием среда в точке эквивалентности нейтральная, так как образующаяся соль не подвергается гидролизу.

рН = 7

[ ] = [ ]

Расчёт рН после точки эквивалентности

Значение рН титруемого раствора после точки эквивалентности определяется концентрацией С , прибавленной после точки эквивалентности (сверх стехиометрического количества).

рН=14 - рОН

Рассчитаем кривую титрования 20 мл хлороводородной кислоты с концентрацией 0,1 моль/л 0,1 моль/л раствором гидроксида натрия.

Кислота одноосновная, поэтому молярная концентрация HCl равна эквивалентной концентрации HCl

С = С

Аналогично молярная концентрация гидроксида натрия в точке эквивалентности равна эквивалентной концентрации гидроксида натрия

С = С

Расчёт значений рН в различные моменты титрования проводится по приведённым выше формулам. Полученные данные представлены в таблицеЮ по этим данным построена кривая титрования ( рис. ). Кривая симметрична, поскольку концентрации кислоты и щелочи в исходных растворах одинаковы.