Cтраница 4
Типичны следующие варианты титрования: 1) титрование сильной кислоты сильным основанием; 2) титрование сильного основания сильной кислотой; 3) титрование слабой кислоты сильным основанием; 4) титрование слабого основания сильной кислотой; 5) титрование многоосновных кислот или многокислотных оснований; 6) титрование смесей кислот или смесей оснований разной силы. [46]
Рассмотрим, как изменяется кислотность или щелочность раствора при титровании в следующих случаях: а) титрование сильной кислоты щелочью, б) титрование слабой кислоты щелочью, в) титрование слабого основания сильной кислотой, г) титрование слабой кислоты слабым основанием ( или наоборот), д) титрование многоосновных кислот. [47]
Для рН - метрического титрования характерна неравномерность шага аргумента, что удлиняет время анализа и создает риск проскока эквивалентной точки, тогда как рН - изометрическое титрование дает возможность ускорить время анализа в 2 - 3 раза, а при правильном выборе шага аргумента исключить возможность проскока эквивалентной точки, что особенно важно при титровании многоосновных кислот, многокислотных оснований, их смесей, где возможно несколько экстремальных точек. [48]
Основное различие в расчетах кривой титрования одно - и многоосновных кислот связано со ступенчатой диссоциацией многоосновных кислот и, как следствие, с возможным существованием двух или более скачков титрования. Кривая титрования многоосновной кислоты до первой точки эквивалентности рассчитывается по тем же соотношениям, которые использовались для расчета кривой титрования одноосновной кислоты (3.21), (3.58), учитывая диссоциацию многоосновной кислоты только по первой ступени. Возможность титрования кислоты с заданной точностью по первой точке эквивалентности зависит от соотношения ступенчатых констант диссоциации кислоты. [49]
Особую задачу представляет титрование многоосновных кислот и многокислотных оснований, а также смесей различных кислот или оснований. При титровании многоосновных кислот наблюдается несколько скачков титрования, так как образуются кислые соли, анионы которых также способны к диссоциации. При титровании образуется последовательно ряд различных анионов в зависимости от основности данной кислоты. [50]
При титровании многоосновной кислоты, например Н3РО4, нам может понадобиться нейтрализовать только один или два из трех протонов. [51]
Рассмотренные соотношения справедливы независимо от того, является ли кислота ВН нейтральной частицей ( НСООН, СНзСООН), катионом ( NH, A1 ( H2O) G) или анионом ( Н5ОГ, НРО. Аналогично проводится потенциомстриче-ское титрование многоосновных кислот и оснований. [52]
Вычисление ошибок титрования многоосновных кислот и их солей в общем вполне аналогично вычислениям, рассмотренным выше; необходимо только принимать во внимание ступенчатый ход титрования. Кроме того, некоторые особенности отмечаются при титровании до кислых солей. Так, например, если титруют сернистую кислоту щелочью до кислой соли NaHSCX, причем в раствор вводят небольшой избыток щелочи, то этот избыток щелочи не остается, очевидно, в свободном виде. Щелочь реагирует с NaHSO, образуя среднюю соль ( Na2SO3); количество этой соли составляет ошибку титрования. [53]
Вычисление ошибок титрования многоосновных кислот и их солей в общем вполне аналогично вычислениям, рассмотренным выше; необходимо только принимать во внимание ступенчатый ход титрования. Кроме того, некоторые особенности отмечаются при титровании до кислых солей. Так, например, если титруют сернистую кислоту щелочью до кислой соли NaHSO3, причем в раствор вводят небольшой избыток щелочи, то этот избыток щелочи не остается, очевидно, в свободном виде. Щелочь реагирует с NaHSO3, образуя среднюю соль ( Na2SO3); количество этой соли составляет ошибку титрования. [54]
В литературе описано несколько более или менее специальных методов вычисления констант диссоциации многоосновных кислот ( или многокислотных оснований) по данным титрования. Симе исходит из того факта, что кривая титрования многоосновной кислоты похожа на кривую титрования смеси соответствующего числа одноосновных кислот, и вычисляет ряд констант равновесия реакций титрования особым методом приближения, предположив, что титруемый раствор является смесью одноосновных кислот. Истинные константы равновесия вычисляют из найденных констант равновесия реакций титрования, используя специально выведенные формулы. Метод Симса в общем более сложен и менее удобен, чем описываемый ниже метод, в котором ступенчатые константы определяют непосредственным приближением ряда промежуточных констант. [55]
В литературе описано несколько более или менее специальных методов вычисления констант диссоциации многоосновных кислот ( или много кислотных оснований) по данным титрования. Симе исходит из того факта, что кривая титрования многоосновной кислоты похожа на кривую титрования смеси соответствующего числа одноосновных кислот, и вычисляет ряд констант равновесия реакций титрования особым методом приближения, предположив, что титруемый раствор является смесью одноосновных кислот. Истинные константы равновесия вычисляют из найденных констант равновесия реакций титрования, используя специально выведенные формулы. Метод Симса в общем более сложен и менее удобен, чем описываемый ниже метод, в котором ступенчатые константы определяют непосредственным приближением ряда промежуточных констант. [56]
Всем химикам хорошо было известнр, что при титровании слабых кислот ие следует пользоваться теми индикаторами, в присутствии которых титруют сильные кислоты. Кроме того, опыт показал, что при титровании многоосновных кислот с разными индикаторами получаются различные результаты. В своей теории индикаторов Оствальд указал причину этих явлений, но глубоко их не исследовал. [57]
Выше были приведены общие указания по вычислению концентраций ионов водорода в титруемом растворе и по вычислению ошибок титрования лишь для сравнительно простых случаев титрования. В более сложных случаях, например, при вычислении ошибки титрования многоосновной кислоты или при вычислении ошибки титрования смеси кислот, следует учитывать, что концентрация ионов водорода зависит от наличия значительно большего числа разных ионов. [58]