dr_alex Опубликовано 23 Апреля, 2011 в 07:28 Поделиться Опубликовано 23 Апреля, 2011 в 07:28 (изменено) КРИВАЯ ТИТРОВАНИЯ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ (ЧАСТНЫЙ СЛУЧАЙ ТИТРОВАНИЯ МНОГООСНОВНОЙ КИСЛОТЫ) Постройте кривую титрования 100,00 мл 0,100 М раствора серной кислоты 0,100 М раствором гидроксида натрия. Перед тем, как проводить какие-либо расчеты, введем такое понятие как степень оттитрованности f. f = CNaOHVNaOH / (C0H2SO4V0H2SO4) где CNaOH - концентрация титранта, моль/л; VNaOH - объем добавленного титранта, мл; C0H2SO4 - исходная концентрация титруемого вещества в растворе, моль/л; V0H2SO4 - исходный объем титруемого раствора, мл. 1. f = 0 Ka2 = 1,15*10-2 [H3O+]2 + (Ka2 - CH2SO4)[H3O+] - 2Ka2CH2SO4 = 0 f = 0,00; pH = 0,96 2. 0 < f < 1 Данную систему можно рассматривать как смесь кислот (сильной и кислоты средней силы) [H3O+]2 + (Ka2 - CH+)[H3O+] - Ka2(CH+ + CHSO4-) = 0 CH+ = (1 - f)C0H2SO4V0H2SO4 / (V0H2SO4 + VNaOH) CHSO4- = C0H2SO4V0H2SO4 / (V0H2SO4 + VNaOH) f = 0,10; pH = 1,04 f = 0,20; pH = 1,11 f = 0,50; pH = 1,33 f = 0,70; pH = 1,48 f = 0,90; pH = 1,64 f = 0,95; pH = 1,68 f = 0,99; pH = 1,71 3. f = 1 CH+ = 0 Система представляет собой раствор одноосновной кислоты средней силы [H3O+]2 + Ka2[H3O+] - Ka2CHSO4- = 0 CHSO4- = C0H2SO4V0H2SO4 / (V0H2SO4 + VNaOH) f = 1,00; pH = 1,72 4. 1 < f < 2 Система обладает некоторыми буферными свойствами (кислота средней силы - очень слабое основание) [H3O+]2 + (CSO42- + Ka2)[H3O+] - Ka2CHSO4- = 0 CHSO4- = (2 - f)C0H2SO4V0H2SO4 / (V0H2SO4 + VNaOH) CSO42- = (f - 1)C0H2SO4V0H2SO4 / (V0H2SO4 + VNaOH) f = 1,01; pH = 1,73 f = 1,10; pH = 1,81 f = 1,20; pH = 1,90 f = 1,40; pH = 2,10 f = 1,60; pH = 2,34 f = 1,80; pH = 2,71 f = 1,90; pH = 3,04 f = 1,99; pH = 4,07 5. f = 2 В системе присутствует только очень слабое основание [H3O+] = (KwKa2 / (Ka2 + CSO42-))1/2 CSO42- = C0H2SO4V0H2SO4 / (V0H2SO4 + VNaOH) f = 2,00; pH = 7,30 6. f > 2 В системе присутствует избыток сильного основания [H3O+] = Kw(V0H2SO4 + VNaOH) / ((f - 2)C0H2SO4V0H2SO4) f = 2,01; pH = 10,52 f = 2,10; pH = 11,51 f = 2,20; pH = 11,80 f = 2,50; pH = 12,15 f = 2,90; pH = 12,36 f = 3,00; pH = 12,40 Теперь строим графическую зависимость f от величины рН и получаем кривую титрования. Выводы: Даже если не вдаваться в расчеты индикаторных погрешностей, а только посмотреть на кривую титрования (для чего собственно она и строилась), то для данных условий титрования подойдут все индикаторы, диапазон перехода окраски которых лежит в области рН от 4 до 10. К таким индикаторам могут быть отнесены: метиловый оранжевый, метиловый красный, фенолфталеин и др. Изменено 6 Мая, 2011 в 06:38 пользователем FilIgor Ссылка на комментарий
dr_alex Опубликовано 25 Апреля, 2011 в 17:03 Автор Поделиться Опубликовано 25 Апреля, 2011 в 17:03 (изменено) КРИВАЯ ТИТРОВАНИЯ СЛАБОЙ КИСЛОТЫ СИЛЬНЫМ ОСНОВАНИЕМ Постройте кривую титрования 100,00 мл 0,100 М раствора бензойной кислоты 0,100 М раствором гидроксида натрия. f = CNaOHVNaOH / (C0БКV0БК) где CNaOH - концентрация титранта, моль/л; VNaOH - объем добавленного титранта, мл; C0БК - исходная концентрация бензойной кислоты в растворе, моль/л; V0БК - исходный объем раствора бензойной кислоты, мл. 1. f = 0 (Раствор слабой кислоты) Ka = 6,3*10-5; pKa = 4,20 pH = 1/2 * (pKa - lgC0БК) f = 0,00; pH = 2,60 2. 0 < f < 1 (Буферный раствор) pH = pKa + lgf - lg(1 - f) f = 0,10; pH = 3,24 f = 0,20; pH = 3,60 f = 0,30; pH = 3,83 f = 0,40; pH = 4,02 f = 0,50; pH = 4,20 f = 0,60; pH = 4,38 f = 0,70; pH = 4,57 f = 0,80; pH = 4,80 f = 0,90; pH = 5,15 f = 0,95; pH = 5,48 f = 0,99; pH = 6,20 3. f = 1 (Раствор слабого основания) pH = 1/2 * (pKw + pKa + lgCБ) СБ = C0БКV0БК / (V0БК + VNaOH) f = 1,00; pH = 8,45 4. f > 1 (Избыток сильного основания) [H3O+] = Kw(V0БК + VNaOH) / ((f - 1)C0БКV0БК) f = 1,01; pH = 10,70 f = 1,10; pH = 11,68 f = 1,20; pH = 11,96 f = 1,50; pH = 12,30 f = 1,90; pH = 12,49 f = 2,00; pH = 12,52 Выводы: Для данных условий титрования подойдут все индикаторы, диапазон перехода окраски которых лежит в области рН от 7 до 10. К таким индикаторам относятся: феноловый красный, тимоловый синий, фенолфталеин и др. Изменено 25 Апреля, 2011 в 21:03 пользователем dr_alex Ссылка на комментарий
dr_alex Опубликовано 26 Апреля, 2011 в 15:05 Автор Поделиться Опубликовано 26 Апреля, 2011 в 15:05 (изменено) КРИВАЯ ТИТРОВАНИЯ СЛАБОГО ОСНОВАНИЯ СИЛЬНОЙ КИСЛОТОЙ Постройте кривую титрования 100,00 мл 0,100 М раствора аммиака 0,100 М раствором хлороводородной кислоты. f = CHClVHCl / (C0NH3V0NH3) где f - степень оттитрованности; CHCl - концентрация титранта, моль/л; VHCl - объем добавленного титранта, мл; C0NH3 - исходная концентрация аммиака в растворе, моль/л; V0NH3 - исходный объем раствора аммиака, мл. 1. f = 0 (Раствор слабого основания) pKBH+ = 9,24 pH = 1/2 * (pKw + pKBH+ + lgC0NH3) f = 0,00; pH = 11,12 2. 0 < f < 1 (Буферный раствор) pH = pKBH+ - lgf + lg(1 - f) f = 0,10; pH = 10,19 f = 0,20; pH = 9,84 f = 0,30; pH = 9,61 f = 0,40; pH = 9,42 f = 0,50; pH = 9,24 f = 0,60; pH = 9,06 f = 0,70; pH = 8,87 f = 0,80; pH = 8,64 f = 0,90; pH = 8,28 f = 0,95; pH = 7,96 f = 0,99; pH = 7,24 3. f = 1 (Раствор слабой кислоты) pH = 1/2 * (pKBH+ - lgCNH4+) CNH4+ = C0NH3V0NH3 / (V0NH3 + VHCl) f = 1,00; pH = 5,27 4. f > 1 (Избыток сильной кислоты) [H3O+] = (f - 1)C0NH3V0NH3 / (V0NH3 + VHCl) f = 1,01; pH = 3,30 f = 1,10; pH = 2,32 f = 1,20; pH = 2,04 f = 1,50; pH = 1,70 f = 1,90; pH = 1,51 f = 2,00; pH = 1,48 Выводы: Для данных условий титрования подойдут все индикаторы, диапазон перехода окраски которых лежит в области рН от 4 до 6. К таким индикаторам относятся: конго красный, метиловый красный, резорциновый синий и др. Изменено 26 Апреля, 2011 в 16:28 пользователем dr_alex Ссылка на комментарий
dr_alex Опубликовано 26 Апреля, 2011 в 19:20 Автор Поделиться Опубликовано 26 Апреля, 2011 в 19:20 (изменено) КРИВАЯ ТИТРОВАНИЯ МНОГООСНОВНОЙ КИСЛОТЫ СИЛЬНЫМ ОСНОВАНИЕМ Постройте кривую титрования 100,00 мл 0,100 М раствора ортофосфорной кислоты 0,100 М раствором гидроксида натрия. f = CNaOHVNaOH / (C0H3PO4V0H3PO4) где f - степень оттитрованности; CNaOH - концентрация титранта, моль/л; VNaOH - объем добавленного титранта, мл; C0H3PO4 - исходная концентрация ортофосфорной кислоты в растворе, моль/л; V0H3PO4 - исходный объем раствора ортофосфорной кислоты, мл. 1. f = 0 (Раствор кислоты средней силы) Ka1 = 7,1*10-3, Ka2 = 6,2*10-8, Ka3 = 5,0*10-13; pKa1 = 2,15, pKa2 = 7,21, pKa3 = 12,30. [H3O+]2 + Ka1[H3O+] - Ka1C0H3PO4 = 0 f = 0,00; pH = 1,63 2. 0 < f < 1 (Буферный раствор: "кислота средней силы - очень слабое основание") [H3O+]2 + (CH2PO4- + Ka1)[H3O+] - Ka1CH3PO4 = 0 CH3PO4 = (1 - f)C0H3PO4V0H3PO4 /(V0H3PO4 + VNaOH) CH2PO4- = f C0H3PO4V0H3PO4 /(V0H3PO4 + VNaOH) f = 0,10; pH = 1,76 f = 0,20; pH = 1,89 f = 0,30; pH = 2,02 f = 0,40; pH = 2,15 f = 0,50; pH = 2,28 f = 0,60; pH = 2,43 f = 0,70; pH = 2,61 f = 0,80; pH = 2,83 f = 0,90; pH = 3,17 f = 0,95; pH = 3,49 f = 0,98; pH = 3,90 3. f = 1 (Раствор амфолита) [H3O+] = (Ka1(Kw + Ka2CH2PO4-) / (Ka1 + CH2PO4-))1/2 CH2PO4- = C0H3PO4V0H3PO4 / (V0H3PO4 + VNaOH) f = 1,00; pH = 4,71 4. 1 < f < 2 (Буферный раствор: "слабая кислота - слабое основание") pH = pKa2 + lg(f - 1) - lg(2 - f) f = 1,10; pH = 6,26 f = 1,20; pH = 6,60 f = 1,30; pH = 6,84 f = 1,40; pH = 7,03 f = 1,50; pH = 7,21 f = 1,60; pH = 7,39 f = 1,70; pH = 7,58 f = 1,80; pH = 7,81 f = 1,90; pH = 8,16 f = 1,95; pH = 8,49 f = 1,98; pH = 8,90 5. f = 2 (Раствор амфолита) [H3O+] = (Ka2(Kw + Ka3CHPO42-) / (Ka2 + CHPO42-))1/2 CHPO42- = C0H3PO4V0H3PO4 / (V0H3PO4 + VNaOH) f = 2,00; pH = 9,65 6. 2 < f < 3 (Буферный раствор: "очень слабая кислота - основание средней силы") CPO43-[H3O+]2 - (Kw + Ka3CHPO42-)[H3O+] - Ka3Kw = 0 CHPO42- = (3 - f)C0H3PO4V0H3PO4 /(V0H3PO4 + VNaOH) CPO43- = (f - 2)C0H3PO4V0H3PO4 /(V0H3PO4 + VNaOH) f = 2,05; pH = 10,80 f = 2,10; pH = 11,11 f = 2,20; pH = 11,42 f = 2,30; pH = 11,60 f = 2,40; pH = 11,74 f = 2,50; pH = 11,84 f = 2,60; pH = 11,92 f = 2,70; pH = 12,00 f = 2,80; pH = 12,06 f = 2,90; pH = 12,11 f = 2,95; pH = 12,14 f = 2,98; pH = 12,15 7. f = 3 (Раствор основания средней силы) CHPO42- = 0 CPO43-[H3O+]2 - Kw[H3O+] - Ka3Kw = 0 CPO43- = C0H3PO4V0H3PO4 /(V0H3PO4 + VNaOH) f = 3,00; pH = 12,16 8. f > 3 (Смесь сильного основания и основания средней силы) (COH- + CPO43-)[H3O+]2 + (COH-Ka3 - Kw)[H3O+] - KwKa3 = 0 COH- = (f - 3)C0H3PO4V0H3PO4 /(V0H3PO4 + VNaOH) CPO43- = C0H3PO4V0H3PO4 /(V0H3PO4 + VNaOH) f = 3,10; pH = 12,20 f = 3,30; pH = 12,28 f = 3,50; pH = 12,34 f = 4,00; pH = 12,45 Выводы: Несмотря на то что кислота трехосновная, на кривой титрования видны только два скачка. Для фиксации первого скачка титрования могут применяться индикаторы, изменяющие окраску в диапазоне рН от 4 до 5 (конго красный, бромкрезоловый зеленый, бромфеноловый синий), для фиксации второго скачка - от 9 до 10,5 (фенолфталеин, тимолфталеин). Изменено 30 Апреля, 2011 в 05:43 пользователем Sartul Ссылка на комментарий
dr_alex Опубликовано 30 Апреля, 2011 в 11:59 Автор Поделиться Опубликовано 30 Апреля, 2011 в 11:59 (изменено) КРИВАЯ ТИТРОВАНИЯ МНОГОКИСЛОТНОГО ОСНОВАНИЯ СИЛЬНОЙ КИСЛОТОЙ Постройте кривую титрования 100,00 мл 0,100 М раствора этилендиамина 0,100 М раствором хлороводородной кислоты. Этилендиамин (Y) - слабое двухкислотное основание (Ka1 = 1,0*10-7, Ka2 = 8,3*10-11; pKa1 = 7,00, pKa2 = 10,08). f = CHClVHCl / (C0YV0Y) где f - степень оттитрованности; CHCl - концентрация титранта, моль/л; VHCl - объем добавленного титранта, мл; C0Y - исходная концентрация этилендиамина в растворе, моль/л; V0Y - исходный объем раствора этилендиамина, мл. 1. f = 0 (Раствор слабого основания) pH = 1/2 * (pKw + pKa2 + lgC0Y) f = 0,00; pH = 11,54 2. 0 < f < 1 (Буферный раствор: "слабая кислота - слабое основание") pH = pKa2 - lgf + lg(1 - f) f = 0,15; pH = 10,83 f = 0,20; pH = 10,68 f = 0,30; pH = 10,45 f = 0,40; pH = 10,26 f = 0,50; pH = 10,08 f = 0,60; pH = 9,90 f = 0,70; pH = 9,71 f = 0,80; pH = 9,48 f = 0,85; pH = 9,34 f = 0,90; pH = 9,13 3. f = 1 (Раствор амфолита) [H3O+] = (Ka1(Kw + Ka2CHY+) / (Ka1 + CHY+))1/2 CHY+ = C0YV0Y / (V0Y + VHCl) f = 1,00; pH = 8,54 4. 1 < f < 2 (Буферный раствор: "слабая кислота - слабое основание") pH = pKa1 - lg(f - 1) + lg(2 - f) f = 1,15; pH = 7,75 f = 1,20; pH = 7,60 f = 1,30; pH = 7,37 f = 1,40; pH = 7,18 f = 1,50; pH = 7,00 f = 1,60; pH = 6,82 f = 1,70; pH = 6,63 f = 1,80; pH = 6,40 f = 1,90; pH = 6,04 f = 1,95; pH = 5,72 f = 1,99; pH = 5,00 5. f = 2 (Раствор слабой кислоты) pH = 1/2 * (pKa1 - lgCH2Y2+) CH2Y2+ = C0YV0Y / (V0Y + VHCl) f = 2,00; pH = 4,24 6. f > 2 (Избыток сильной кислоты) [H3O+] = (f - 2)C0YV0Y / (V0Y + VHCl) f = 2,01; pH = 3,48 f = 2,10; pH = 2,49 f = 2,20; pH = 2,20 f = 2,50; pH = 1,84 f = 2,90; pH = 1,64 f = 3,00; pH = 1,60 Выводы: Хоть данная кривая титрования и имеет два скачка, но первый из них (f = 1) очень маленький. Поэтому фиксировать конечную точку титрования (особенно при использовании визуальных методов) лучше по второму скачку титрования (f = 2). Для этой цели подойдут индикаторы, изменяющие окраску в диапазоне рН от 3,5 до 5 (метиловый оранжевый, бромфеноловый синий, бромкрезоловый зеленый, конго красный и др.). Изменено 30 Апреля, 2011 в 15:58 пользователем dr_alex Ссылка на комментарий
dr_alex Опубликовано 3 Мая, 2011 в 18:56 Автор Поделиться Опубликовано 3 Мая, 2011 в 18:56 (изменено) КРИВАЯ ТИТРОВАНИЯ СИЛЬНОЙ КИСЛОТЫ СИЛЬНЫМ ОСНОВАНИЕМ Постройте кривую титрования 100,00 мл 0,100 М раствора хлороводородной кислоты 0,100 М раствором гидроксида натрия. f = CNaOHVNaOH / (C0HClV0HCl) где f - степень оттитрованности; CNaOH - концентрация титранта, моль/л; VNaOH - объем добавленного титранта, мл; C0HCl - исходная концентрация хлороводородной кислоты в растворе, моль/л; V0HCl - исходный объем раствора хлороводородной кислоты, мл. 1. f = 0 (Раствор сильной кислоты) pH = -lgC0HCl f = 0,000; pH = 1,00 2. 0 < f < 1 (Раствор сильной кислоты) [H3O+] = (1 - f)C0HClV0HCl / (V0HCl + VNaOH) f = 0,010; pH = 1,01 f = 0,050; pH = 1,04 f = 0,100; pH = 1,09 f = 0,200; pH = 1,18 f = 0,300; pH = 1,27 f = 0,400; pH = 1,37 f = 0,500; pH = 1,48 f = 0,600; pH = 1,60 f = 0,700; pH = 1,75 f = 0,800; pH = 1,95 f = 0,900; pH = 2,28 f = 0,950; pH = 2,59 f = 0,990; pH = 3,30 f = 0,999; pH = 4,30 3. f = 1 (Нейтральный раствор) [H3O+] = [OH-]; pH = pKw / 2 f = 1,000; pH = 7,00 4. f > 1 (Избыток сильного основания) [H3O+] = Kw(V0HCl + VNaOH) / ((f - 1)C0HClV0HCl) f = 1,001; pH = 9,70 f = 1,010; pH = 10,70 f = 1,100; pH = 11,68 f = 1,200; pH = 11,96 f = 1,500; pH = 12,30 f = 1,800; pH = 12,46 f = 2,000; pH = 12,52 Выводы: Для данных условий титрования подойдут все индикаторы, диапазон перехода окраски которых лежит в области рН от 4 до 10. К таким индикаторам могут быть отнесены: метиловый оранжевый, метиловый красный, бромтимоловый синий, феноловый красный, фенолфталеин и др. Изменено 3 Мая, 2011 в 20:30 пользователем dr_alex Ссылка на комментарий
dr_alex Опубликовано 5 Мая, 2011 в 17:38 Автор Поделиться Опубликовано 5 Мая, 2011 в 17:38 (изменено) КРИВАЯ ТИТРОВАНИЯ СИЛЬНОГО ОСНОВАНИЯ СИЛЬНОЙ КИСЛОТОЙ Постройте кривую титрования 100,00 мл 0,100 М раствора гидроксида натрия 0,100 М раствором хлороводородной кислоты. f = CHClVHCl / (C0NaOHV0NaOH) где f - степень оттитрованности; CHCl - концентрация титранта, моль/л; VHCl - объем добавленного титранта, мл; C0NaOH - исходная концентрация гидроксида натрия в растворе, моль/л; V0NaOH - исходный объем раствора гидроксида натрия, мл. 1. f = 0 (Раствор сильного основания) pH = pKw + lgC0NaOH f = 0,000; pH = 13,00 2. 0 < f < 1 (Раствор сильного основания) [H3O+] = Kw(V0NaOH + VHCl) / ((1 - f)C0NaOHV0NaOH) f = 0,010; pH = 12,99 f = 0,050; pH = 12,96 f = 0,100; pH = 12,91 f = 0,200; pH = 12,82 f = 0,300; pH = 12,73 f = 0,400; pH = 12,63 f = 0,500; pH = 12,52 f = 0,600; pH = 12,40 f = 0,700; pH = 12,25 f = 0,800; pH = 12,04 f = 0,900; pH = 11,72 f = 0,950; pH = 11,41 f = 0,990; pH = 10,70 f = 0,999; pH = 9,70 3. f = 1 (Нейтральный раствор) [H3O+] = [OH-]; pH = pKw / 2 f = 1,000; pH = 7,00 4. f > 1 (Избыток сильной кислоты) [H3O+] = (f - 1)C0NaOHV0NaOH / (V0NaOH + VHCl) f = 1,001; pH = 4,30 f = 1,010; pH = 3,30 f = 1,100; pH = 2,32 f = 1,200; pH = 2,04 f = 1,500; pH = 1,70 f = 1,800; pH = 1,54 f = 2,000; pH = 1,48 Выводы: Для данных условий титрования подойдут все индикаторы, диапазон перехода окраски которых лежит в области рН от 4 до 10. К таким индикаторам могут быть отнесены: метиловый красный, бромтимоловый синий, феноловый красный, фенолфталеин, тимолфталеин и др. Изменено 5 Мая, 2011 в 18:34 пользователем dr_alex Ссылка на комментарий
Рекомендуемые сообщения