Общая характеристика метода

Кислотно-основное титрование

Рис. 53. Положение колбы и бюретки при титровании

 

Нажимая большим и указательным пальцами левой руки на шарик бюретки, добавляют в колбу небольшими порциями второй раствор. При этом правой рукой осторожно встряхивают колбу для быстрого перемешивания раствора.

Вблизи точки эквивалентности раствор в колбе в месте падения капли раствора из бюретки на некоторое время приобретает окраску, характерную для точки эквивалентности. Это может служить признаком приближающегося конца реакции титрования. В этом случае раствор из бюретки начинают прибавлять по одной капле, каждый раз внимательно наблюдая окраску смеси в колбе.

После стойкого (неисчезающего) изменения окраски титрование прекращают и записывают показание объема жидкости в бюретке.

Первое титрование служит для ориентировочного установления объёма и при расчётах не используется. Титрование с тем же исходным объёмом раствора в колбе проводят ещё не менее трёх раз. Перед началом каждого нового опыта уровень жидкости в бюретке снова доводят до нулевой отметки.

Первую порцию жидкости при повторном титровании спускают из бюретки одномоментно (объём её должен быть немного меньше 0,5-1 мл) результата первого титрования. После этого дотитровывают раствор по каплям до наступления точки эквивалентности. По результатам нескольких измерений рассчитывают средний объём раствора, пошедшего на титрование.

В основе многих методов объёмного анализа лежат реакции ионного обмена. К их числу относятся и кислотно-основные реакции, сущность которых сводится к взаимодействию между собой в водных растворах ионов гидроксония и гидроксильных ионов:

Н₃О⁺ + ОН^¯ = 2Н₂О

 

В упрощённом виде данную реакцию можно записать следующим образом:

 

Н⁺ + ОН^¯ = Н₂О

 

При протекании таких реакций часто происходит передача протона от титранта к титруемому веществу или наоборот (если один из реагентов является слабым электролитом).

Реакции кислотно-основного взаимодействия (или по-другому: реакции нейтрализации) характеризуются высокой скоростью и протекают строго стехиометрически.

Метод кислотно-основного титрования применяется для количественного определения кислот, оснований или солей, способных гидролизоваться в водных растворах. В зависимости от природы используемого титранта кислотно-основное титрование подразделяется на ацидиметрию (acidium-кислота) и алкалиметрию(alkalis – щёлочь).

В ацидиметрии в качестве рабочего раствора (титранта) чаще всего используют соляную кислоту, реже - серную, т.к. она в ряде случаев может образовывать с исследуемым веществом осадки, которые будут влиять на точность результатов анализа.

Азотная кислота, являясь сильным окислителем, может вступать в побочные реакции, не предусмотренные стехиометрией основного процесса, поэтому в ацидиметрии используется редко, кроме того, её растворы могут частично разлагаться при нагревании и на свету.

Растворы НСl и H₂SO₄ нельзя приготовить по точной навеске исходного вещества из-за летучести первого и гигроскопичности второго.

Поэтому их готовят разбавлением концентрированных растворов, а затем точный титр устанавливают с помощью другого стандартного раствора.

В ацидиметрии для этих целей используют растворы карбоната натрия Na₂CO₃ (соды) или декагидрата тетрабората натрия Na₂B₄O₇·10H₂O (буры), полученные растворением в соответствующем объёме H₂O рассчитанной навески.

Уравнения протекающих при этом реакций будут иметь вид:

 

Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂

 

Na₂B₄O₇ + 2HCl + 5H₂O = 2NaCl + 4H₃BO₃

 

Таким образом, фактор эквивалентности соды и буры в этом случае равен 1/2.

Рабочие растворы кислот (HCl, H₂SO₄) являются устойчивыми и могут храниться без изменения своего количественного и качественного состава продолжительное время. Обычно в ацидиметрии используют растворы с молярной концентрацией химического эквивалента кислоты от 0,01 моль/дм³ до 0,2 моль/дм³.