§ 16. Титрование слабого основания сильной кислотой

Вычисление раствора в различные моменты титрования. Предположим, что для титрования взято н. раствора аммиака , титруемого 0,1 н. раствором . До начала титрования согласно формуле (20) (см. § 10)

или

Подставляя соответствующие значения в формулу (47), получим:

Таким образом, величина н. раствора равна .

Смесь с солями аммония образует буферные растворы.

Концентрацию ионов водорода и в водных буферных растворах слабых оснований и их солей, вычисляют по формулам (см. § 10):

По формуле (22) вычисляют промежуточных точек титрования, предшествующих точке эквивалентности.

Например, если прилито , то

Таким образом, в тот момент, когда к титруемому основанию прилита половина () требующейся для его нейтрализации кислоты, и

Аналогичным путем можно рассчитать значения для других промежуточных точек. Данные этих расчетов сведены в табл. 15.

Таблица 15. Титрование 0,1 н. раствора аммиака 0,1 н. раствором

Следует отметить, что до достижения точки эквивалентности, т. е. тогда, когда еще не весь нейтрализован и прилито только н. раствора раствора меньше 7 (6,56), а среда раствора становится кислой.

В точке эквивалентности весь нейтрализован и в растворе находится только продукт его нейтрализации — хлорид аммония, гидролизующийся под влиянием ионов воды. Концентрацию ионов водорода в водных растворах гидролизующихся солей (типа ) вычисляют по формуле (27) (см. § 13):

откуда

или

По этой формуле и вычисляют в точке эквивалентности. В нашем случае

Это указывает на то, что при титровании водного раствора аммиака соляной кислотой точка эквивалентности не совпадает с точкой нейтрализации и лежит в области кислой среды .

При добавлении избытка раствора величина определяется присутствующей в титруемом растворе свободной кислотой и вычисляется по общей концентрации этой кислоты известным способом.

Результаты вычислений приведены в табл. 15. На основании полученных данных построена кривая титрования (рис. 42).

Рис. 42. Кривая нейтрализации 0,1 н. раствора аммиака 0,1 н. раствором .

Анализ кривой нейтрализации. Полученная кривая нейтрализации показывает, что:

1. Точка эквивалентности при титровании слабого основания сильной кислотой не совпадает с точкой нейтрализации, а находится в области кислой среды (при Скачок наблюдается в интервале .

2. Кривая нейтрализации слабого основания сильной кислотой несимметрична в отношении точки нейтрализации.

3. Кривая титрования слабого основания сильной кислотой характеризуется наличием треугольника, образующегося в результате пересечения кривой титрования, линии нейтральности и линии эквивалентности. Вершины этого треугольника лежат в точке нейтрализации (а); в начальной точке соприкосновения кривой с линией эквивалентности и в точке пересечения линий нейтральности и эквивалентности (с).

Титрование оснований более слабых, чем водный раствор аммиака. При титровании разбавленных растворов оснований более слабых, чем раствор аммиака, скачок будет еще меньше. Определение точки эквивалентности при титровании таких оснований с помощью индикаторов весьма затруднительно и во многих случаях просто невозможно.

Для количественного определения очень слабых оснований применяют специальные методы титрования в неводных средах (см. § 39). Для вычисления раствора вблизи точки эквивалентности при титровании очень слабых оснований пользуются более сложными уравнениями.

Формулы, применяемые для вычисления значений растворов в процессе титрования, представлены в табл. 16.

ТАБЛИЦА 16. Сводка формул, применяемых для вычисления значений растворов в процессе титрования кислот и оснований