Потенциометрический метод анализа
Титруют 20,00 см3 раствора слабой кислоты раствором NaOH с молярной концентрацией 0,1 моль/дм3. Рассчитайте и постройте кривую титрования. Определите константу диссоциации этой кислоты (Ка) и сравните её с табличным значением Ка для данной кислоты.
Мышьяковая Объём приливаемой щёлочи VNaOH, см3
0,0 2,0 4,0 6,0 10,0 12,0 18,0 19,80 19,98 20,00 20,02 20,20 22,0
рН раствора
1,26 1,61 1,62 2,04 2,22 2,40 3,17 4,22 5,22 7,56 9,70 10,70 11,70
Решение
В ходе титрования идёт химическая реакция:
H3AsO4 + NaOH = NaH2AsO4 + H2O.
В ионном виде:
H3AsO4 + OH- = H2AsO4- + H2O.
Построим по экспериментальным данным кривую титрования (рис.2).
По графику определяем объём титранта в точке эквивалентности: VNaOH,т.э. = 20,00 см3. По закону эквивалентов молярная концентрация эквивалента кислоты равна
CK=CNaOH∙VNaOH,т.э.VK,
где СК – молярная концентрация эквивалента кислоты, моль/дм3;
Рисунок 2. Кривая потенциометрического титрования
СNaOH – молярная концентрация эквивалента основания, равна 0,1 моль/дм3;
VNaOH,т.э
. – объём титранта в точке эквивалентности, равен 20,00 см3;
VК – объём кислоты, взятый для анализа, равен 20,00 см3.
CK=0,1∙20,0020,00=0,1 (моль/дм3).
Вычисляем при разных значениях рН функцию -lgCK∙VKCNaOH∙VNaOH-1 и записываем результаты вычислений в таблицу.
-lgCK∙VKCNaOH∙VNaOH-1
Объём приливаемой щёлочи VNaOH, см3
0,0 2,0 4,0 6,0 10,0 12,0 18,0 19,80 19,98 20,00 20,02 20,20 22,0
рН раствора
1,26 1,61 1,62 2,04 2,22 2,40 3,17 4,22 5,22 7,56 9,70 10,70 11,70
- -0,95 -0,60 -0,37 0 0,18 0,95 1,99 3,00 - - - -
При VNaOH = 2,0 см3 -lg0,1∙20,000,1∙2,0-1=-0,95;
При VNaOH = 4,0 см3 -lg0,1∙20,000,1∙4,0-1=-0,60;
При VNaOH = 6,0 см3 -lg0,1∙20,000,1∙6,0-1=-0,37;
При VNaOH = 10,0 см3 -lg0,1∙20,000,1∙10,0-1=0;
При VNaOH = 12,0 см3 -lg0,1∙20,000,1∙12,0-1=0,18;
При VNaOH = 18,0 см3 -lg0,1∙20,000,1∙18,0-1=0,95;
При VNaOH = 19,8 см3 -lg0,1∙20,000,1∙19,8-1=1,99;
При VNaOH =19,98 см3 -lg0,1∙20,000,1∙19,98-1=3,00;
При VNaOH = VNaOH, т.э