Нейтрaлизация слабой кислоты слабым основанием

Выше было показано, что при титровании слабой кислоты сильным осно­ванием сужается интервал скачка на кривой в области кислот-ных значений рН. И наоборот, при титро­вании слабого основания сильной кислотой интервал скачка уменьшается в щелочной обла-сти рН. Если попытаться титровать слабую кислоту слабым основа-нием (или наоборот), то сужение интервала скачка происходит и в кислотной, и в щелочной областях рН. Вследствие этого интервал скачка рН на кривой вовсе исчезает. На рис. 3.4 показан ход изменения рН раствора при нейтрализации раствора 0,1 моль/дм³ СН₃СООН раствором 0,1 моль/дм³ NН₄ОН. Приведенная кривая не име­ет скачка рН. Поэтому в дан­ном случае нельзя ожидать и резкого изменения окраски индикаторов Титрование слабой кислоты слабым основанием вообще невозможно.

Рис. 3.3. Кривая нейтрализации раствора 0,1 моль/дм3 СН3СООН раствором 0,1моль/дм3 NH4ОH

ВЫБОР ИНДИКАТОРА ПО ПРОДУКТАМ РЕАКЦИИ

В случае экспрессного анализа, когда нет возможности провести титрова­ние стандартного образца и построить кривую титрования, чтобы максималь­но точно подобрать индикатор, его выбирают по продуктам реакции. Это бо­лее быстрый, но менее точный способ выбора индикатора. Как пользоваться этим методом, рассмотрим на примере количественного определения щавеле­вой кислоты ( К_а1 = 5,62 ∙ 10^-2 , К_а2 = 5,89 ∙ 10^-5 ):

Н₂С₂О₄ + 2NaOH → Na₂C₂О₄ + 2Н₂О

Продуктами данной реакции являются вода (рН = 7) и гидролизующаяся соль сильного основания и слабой кислоты, гидролиз которой идет по анио­ну. Следовательно, в точке эквивалентности рН > 7. Значит, в данном случае подойдет индикатор, интервал перехода окраски которого лежит в щелочной среде (например, фенолфталеин).

ТЕХНИКА ТИТРОВАНИЯ

Правильное определение точки эквивалентности при титровании зависит не только от выбора индикатора, но и от порядка титрования. По методу нейтрализации титруют растворы кислот растворами основа­ний или наоборот. Этот порядок следует учитывать при выборе индикатора. Например, если титруют кислоту основанием и в качестве индикатора ис­пользуют метиловый оранжевый (или метиловый красный), то розовая окрас­ка индикатора от избыточной капли щелочи должна перейти в желтую. Такое изменение окраски гораздо хуже улавливается глазом, чем переход ее из жел­той в розовую. Поэтому с метиловым оранжевым (или метиловым красным) рекомендуют титровать растворы оснований растворами кислот. С фенолфта­лeином удобнее титровать растворы кислот растворами оснований, так как при этом бесцветный раствор становится малиновым. Следует заметить, что при использовании индикаторов для фиксирования конечной точки титрова­ния возможно появление индикаторной ошибки. Она образуется в случае не­совпадения рН раствора в точке эквивалентности и рТ индикатора. Если та­кое несовпадение имеет место, то раствор обычно либо несколько перетитро­вывают, либо наоборот - недотитровывают.

Для уменьшения индикаторной ошибки титрование проводят с так называемым «свидетелем». В запасную коническую колбу (или стакан) наливают дистиллированную воду в количестве, приблизительно равном объему жидкости, получающейся в конце титрования. Прибавляют к воде столько же ка­пель индикатора, например метилового оранжевого, сколько и к титруемому раствору, и приливают из бюретки 1-2 капли кислоты, вызывающей слабое порозовение раствора. Приготовленный таким образом «свидетель» использу­ют в качестве образца при титровании, добиваясь, чтобы окраска анализиру­емого раствора и «свидетеля» была одинакова. С помощью «свидетеля» вводят также поправку в результаты титрования на прибавленный избыток кислоты, то есть из затраченного ее объема вычитают объем двух капель ( ≈ 0,04 мл), использованных на окрашивание индикатора в «свидетеле».

Наконец, правильное определение точки эквивалентности зависит от ко­личества прибавленного индикатора. Иногда стараются прилить, побольше индикатора, полагая, что большая интенсивность окраски раствора облегчит определение точки эквивалентности. Но чем больше прибавлено индикатора, тем труднее заметить изменение окраски, так как оно будет происходить мед­леннее. Для установления конечной точки титрования имеет значение не столько яркость окраски раствора, сколько четкость ее изменения. Опытным путем найдено, что на 10-15 мл анализируемого раствора следует брать одну каплю раствора индикатора, а на 25 мл - не более 2 капель.

Таким образом, результат объемного определения зависит не только от выбора индикатора, но также от взятого количества его и от принятого порядка титрования.