Рассчитать и построить кривую титрования 100 мл раствора указанного вещества

Нитробензойная кислота – слабая кислота. В растворе до начала титрования рН равен
рН = 0,5∙рКа – 0,5∙lgСК,0,
где Ka – константа диссоциации слабой кислоты, 6,8∙10-3;
рКа = - lgKa = - lg(6,8∙10-3) = 2,17;
CК,0 – молярная концентрация исходного раствора кислоты, 0,10 моль/дм3.
рН = 0,5∙2,17 – 0,5∙lg0,10 = 1,58.
После начала титрования происходит химическая реакция
С6Н4(NO2)СО2Н + KOH = С6Н4(NO2)СО2K + H2O
Образуется буферный раствор, состоящий из слабой кислоты С6Н4(NO2)СО2Н и соли этой кислоты С6Н4(NO2)СО2K. рН кислотного буферного раствора вычисляем по формуле
рН = рКа – lg(CK/Cсоли),
где рКа = - lgKa = - lg(6,8∙10-3) = 2,17;
CК – молярная концентрация кислоты, оставшейся в растворе, моль/дм3;
Ссоли – молярная концентрация соли, образовавшейся в растворе, моль/дм3.
Концентрации кислоты и соли можно заменить процентным соотношением неоттитрованной и оттитрованной кислоты.
При степени оттитрованности f = 10 % доля неоттитрованной кислоты составляет 100 – 10 = 90 %.
рН = 2,17 – lg(90/10) = 1,22.
При степени оттитрованности f = 50 % доля неоттитрованной кислоты составляет 100 – 50 = 50 % .
рН = 2,17 – lg(50/50) = 2,17.
При степени оттитрованности f = 70 % доля неоттитрованной кислоты составляет 100 – 70 = 30 %.
рН = 2,17 – lg(30/70) = 2,54.
При степени оттитрованности f = 90 % доля неоттитрованной кислоты составляет 100 – 90 = 10 %.
рН = 2,17 – lg(10/90) = 3,12.
При степени оттитрованности f = 99 % доля неоттитрованной кислоты составляет 100 – 99 = 1,0 %.
рН = 2,17 – lg(1,0/99) = 4,16.
При степени оттитрованности f = 99,9 % доля неоттитрованной кислоты составляет 100 – 99,9 = 0,1 %.
рН = 2,17 – lg(0,1/99,9) = 5,17.
В точке эквивалентности в растворе находится соль, образованная слабой кислотой и сильным основанием С6Н4(NO2)СО2K, которая подвергается гидролизу по аниону:
С6Н4(NO2)СО2K + Н2О ↔ С6Н4(NO2)СО2Н + KOH
рН раствора в точке эквивалентности рассчитываем по формуле
рН = 7 + 0,5 рКа + 0,5∙lgCсоли,
где рКа = - lgKa = - lg(6,8∙10-3) = 2,17;
Ссоли – молярная концентрация соли, образовавшейся в процессе титрования, равна концентрации исходного раствора слабой кислоты, (разбавление раствора в процессе титрования не учитываем) 0,10 моль/дм3.
рН = 7 + 0,5∙2,17 + 0,5∙lg0,1 = 7,58.
После точки эквивалентности рН раствора определяется избытком добавленного титранта – сильного основания.
рН = 14 + lgCT∙(f – 100)/100,
где CT – молярная концентрация раствора KOH, равна 0,10 моль/дм3;
f – степень оттитрованности раствора, %.
Если в раствор добавили 100,1 % титранта по сравнению с эквивалентным количеством, то рН раствора равен
рН = 14 + lg0,1∙(100,1 – 100)/100 = 10,0.
Если в раствор добавили 101,0 % титранта по сравнению с эквивалентным количеством, то рН раствора равен
рН = 14 + lg0,1∙(101,0 – 100)/100 = 11,0.
Если в раствор добавили 110 % титранта по сравнению с эквивалентным количеством, то рН раствора равен
рН = 14 + lg0,1∙(110 – 100)/100 = 12,0.
Если в раствор добавили 150 % титранта по сравнению с эквивалентным количеством, то рН раствора равен
рН = 14 + lg0,1∙(150 – 100)/100 = 12,7.
Результаты расчётов запишем в таблицу.
До точки экв