Лекция 11. Кривая титрования слабого основания сильной кислотой

Ключевые слова: кривая титрования слабого основания сильной кислотой.

При построении кривой титрования слабого основания сильной кислотой исходят из тех же соображений, что и в случае титрования слабой кислоты щелочью. В первоначальный момент рН раствора определяется диссоциацией слабого основания. До точки эквивалентности в растворе будет присутствовать буферная смесь, состоящая из неоттитрованного слабого основания и его соли. В точке эквивалентности находится только соль слабого основания и сильной кислоты, которая подвергается гидролизу по катиону и создает кислую среду. За точкой эквивалентности рН определяется избыточным содержанием в растворе сильной кислоты.

Например, построим кривую титрования 100,0 мл 0,1 н. NH₄OH раствором 0,1 н. HCl.

1 участок: до начала титрования.В первоначальный момент (без добавления HCl) в растворе присутствует слабое основание, которое обратимо диссоциирует:

NH₄OH NH₄⁺ + OH^- .

рН исходного раствора слабого основания рассчитывают, используя его константу диссоциации: .

В растворе на каждый образующийся гидроксид-ион приходится один катион основания: [OН^–] = [NH₄⁺].

Если степень диссоциации основания <5% и выполняется условие К_осн/С_М(осн) < 10^-2, то можно принять, что [NH₄OH] ≈ С_М(осн), тогда

Расчет рН проводят по формуле

.

Для 0,1 н. NH₄OH: рН = 14 - ½(4,76 – lg0,1) = 11,12.

2 участок: от начала титрования до точки эквивалентности.Добавлено некоторое количество HCl (VHCl <100 мл). В растворе присутствуют недотитрованное слабое основание NH₄OH и его соль NH₄Cl, полученная в результате протекания реакции:

NH₄OH + HCl → NH₄Cl + H₂O.

Соль NH₄Cl является сильным электролитом, полностью диссоциирующим на ионы, следовательно, [NH₄⁺] ≈ С_М(соли).

Диссоциация слабого основания в присутствии одноименного иона (NH₄⁺) подавлена, поэтому [NH₄OH] ≈ С_М(осн).

Таким образом, в растворе до точки эквивалентности присутствуют слабое основание и соль, образованная этим основанием и сильной кислотой – основная буферная смесь. Концентрацию OН^– находят из выражения для константы диссоциации слабого основания, используя допущенные приближения:

, отсюда

Поскольку исходные концентрации кислоты и основания одинаковые, отношение молярных концентраций оставшегося основания и образовавшейся соли в растворе определяется соотношением объемов:

С_М(осн)/ С_М(соли) = [100 - VHCl]/(VHCl).

Поэтому до точки эквивалентности расчет рН ведут по формуле для основной буферной смеси:

^;