Построить кривую кислотно-основного титрования указать область скачка титрования

Азотистая кислота HNO2 – слабый электролит. В растворе диссоциирует на ионы по уравнению
HNO2 ↔ H+ + NO2-.
Константа ионизации кислоты Ка = 6,9∙10-4 (рКа = -lgКа = 3,16).
До начала титрования рН в растворе 0,15 М HNO2 равен
рН=рКа-lgC02,
где рКа – показатель константы ионизации кислоты, равен 3,16;
С0 – молярная концентрация кислоты в исходном растворе, равна 0,15 М.
рН=3,16-lg0,152=2,00.
После начала титрования в растворе проходит химическая реакция
HNO2 + NaOH = NaNO2 + H2O.
При этом образуется буферная система, состоящая из слабой кислоты HNO2 и её соли NaNO2. рН раствора рассчитываем по формуле
рН = рКа – lg(Ск/Ссоли).
Концентрация кислоты зависит от количества добавленного титранта:
Ск=С0∙V0-CNaOH∙VNaOHV0+VNaOH,
где С0 – начальная концентрация кислоты, равна 0,15 моль/дм3;
V0 – объём кислоты, взятый для анализа, равен 150 см3;
СNaOH – концентрация титранта, равна 0,3 моль/дм3;
VNaOH – объём добавленного титранта, см3.
Концентрация соли равна
Cсоли=CNaOH∙VNaOHV0+VNaOH.
Подставим эти формулы в выражение для рН раствора и получим
рН=рКа-lgC0∙V0CNaOH∙VNaOH-1.
При добавлении 50 см3 NaOH рН=3,16-lg0,15∙1500,30∙50-1=3,46.
При добавлении 70 см3 NaOH рН=3,16-lg0,15∙1500,30∙70-1=4,31.
При добавлении 74 см3 NaOH рН=3,16-lg0,15∙1500,30∙74-1=5,03.
При добавлении 74,9 см3 NaOH рН=3,16-lg0,15∙1500,30∙74,9-1=6,03.
При добавлении 74,99 см3 NaOH рН=3,16-lg0,15∙1500,30∙74,99-1=7,03.
В точке эквивалентности вся кислота оттитрована . рН раствора определяется количеством соли NaNO2, которая подвергается гидролизу:
NaNO2 + Н2О ↔ NaOH + HNO2.
рН в точке эквивалентности с учетом гидролиза нитрита натрия вычисляем по формуле
рН=рКw+pKa+lgCсоли2,
где рКw – показатель ионного произведения воды, при 25 оС равен 14;
рКа – показатель константы ионизации кислоты, равен 3,16;
Ссоли = С0 – концентрация нитрита натрия, в точке эквивалентности равна начальной концентрации кислоты, 0,15 моль/дм3.
рН=14+3,16+lg0,152=8,17.
Объём титранта, добавленный в точке эквивалентности, равен
VNaOH,т.э.=C0∙V0CNaOH;
VNaOH,т.э.=0,15∙1500,30=75,00 (см3).
После точки эквивалентности рН раствора определяется только количеством добавленного титранта.
рН=14+lgCNaOH∙VNaOH-VNaOH,т.э.V0+VNaOH.
При добавлении 75,01 см3 NaOH рН=14+lg0,3∙75,01-75,00150+75,01=9,12.
При добавлении 75,10 см3 NaOH рН=14+lg0,3∙75,10-75,00150+75,10=10,12.
При добавлении 76,00 см3 NaOH рН=14+lg0,3∙76,00-75,00150+76,00=11,12.
При добавлении 80,00 см3 NaOH рН=14+lg0,3∙80,00-75,00150+80,00=11,81.
При добавлении 100,00 см3 NaOH рН=14+lg0,3∙100,00-75,00150+100,00=12,48.
Запишем полученные результаты в таблицу и построим кривую титрования (рис.1).
До точки эквивалентности VNaOH, см3 Компонент, определяющий рН Формула для расчета рН рН
0 HNO2 рН=рКа-lgC02 2,00
50,00 HNO2 +
NaNO2 рН=рКа-lgC0∙V0CNaOH∙VNaOH-1 3,46
70,00
4,31
74,00
5,03
74,90
6,03
74,99
7,03
т.э
75,00 NaNO2 рН=рКw+pKa+lgCсоли2 8,17
После т.э