Участок: точка эквивалентности. В точке эквивалентности (добавлено 100,0 мл 0,1 н

В точке эквивалентности (добавлено 100,0 мл 0,1 н. HCl) в растворе присутствует только соль NH₄Cl, образованная слабым основанием и сильной кислотой, которая подвергается гидролизу по катиону:

NH₄⁺ + H₂O NH₄OH + H⁺.

Для гидролизующейся соли рН рассчитывается через ее константу гидролиза (К_гидр):

Так как [NH₄OH] = [Н⁺], а при низкой степени гидролиза [NH₄⁺] ≈ С_М(соли), поэтому: , откуда рН = 7 - ½ рК_осн - ½lgС_М(соли).

4 участок: после точки эквивалентности.Добавлен избыток раствора HCl, который присутствует в растворе вместе с образовавшейся при реакции солью NH₄Cl. Гидролиз соли подавлен избыточным количеством катионов водорода, наличие которых и определяет рН раствора на этом участке. После точки эквивалентности расчет рН ведется, как и в случае титрования сильного основания сильной кислотой (см. лекцию 9):

pH = -lg[H⁺] = -lg С΄_M(HCl);

Результаты вычислений значений рН в ходе титрования слабого основания NH₄OH сильной кислотой приведены в таблице:

При титровании слабого основания сильной кислотой скачок на кривой титрования (рис. 1) и точка эквивалентности лежат в кислой области значений рН. Величина скачка на кривой титрования гидроксида аммония сильной кислотой (от 6,25 до 4) значительно меньше скачка на кривой титрования сильного основания сильной кислотой. В качестве индикатора можно использовать метиловый оранжевый, метиловый красный. Применять фенолфталеин нельзя.

Рис. 1. Кривая титрования 0,1 н. раствора Рис. 2. Зависимость величины скачка на NH₄OH 0,1 н. раствором HCl кривой титрования слабого основания

сильной кислотой от константы

диссоциации основания

Величина скачка, как и в случае титрования слабой кислоты сильным основанием, уменьшается с уменьшением концентрации слабого основания, с возрастанием температуры, с уменьшением константы диссоциации слабого основания. Влияние константы диссоциации основания на величину скачка рН на кривой титрования показано на рис. 2. Если K_осн ≤ 10^-7, скачок рН на кривой титрования исчезает, а в точке эквивалентности наблюдается только перегиб. Таким образом, прямое титрование слабого основания сильной кислотой и определение точки эквивалентности при помощи индикатора, как и в случае титрования слабой кислоты, возможны только при условии K_осн·С_М(осн) ≥ 10^-8.

Контрольные вопросы

1. Приведите формулу расчета рН слабого основания.

2. По какой формуле рассчитывают рН титруемого раствора слабого основания сильной кислотой до точки эквивалентности? Какая система при этом образуется?

3. Как рассчитывают рН в точке эквивалентности при титровании слабого основания? Совпадает ли рассчитанное значение с точкой нейтральности?

4. Как рассчитывают рН после точки эквивалентности при титровании слабого основания?

5. Какие факторы влияют на величину скачка на кривой титрования при титровании слабого основания сильной кислотой?

Список рекомендуемой литературы

1. Васильев В.П. Аналитическая химия. Кн. 1. Титриметрические и гравиметрический методы анализа. - М.: Дрофа, 2005. - С. 140 – 143.

2. Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия (аналитика): учебник для вузов. В 2 кн. Кн. 2. Количественный анализ. Физико-химические (инструментальные) методы анализа. – М.: Высшая школа, 2001. – С.106 - 108.

С.Б. Денисова, О.И. Михайленко