Определите концентрацию ионов водорода и рН для точек 0; 10; 50; 75; 90; 99; 99,9; 100 и 100,1; 101 и 110 % прибавленного титранта. Определите пределы скачка титрования и подберите не менее двух индикаторов для этого титрования.
Дано: определяемое вещество – NaOH, Cэк(NaOH) = 0,01 моль/л; V(NaOH) = 100 см3; рабочее вещество HCl; Cэк(HCl) = 0,05 моль/л.
Решение
До начала титрования рН раствора определяется только концентрацией определяемого вещества. NaOH – сильное основание.
[H+] = 10-14/Cэк(NaOH),
где 10-14 – ионное произведение воды;
Cэк(NaOH) – концентрация раствора NaOH до начала титрования, 0,01 моль/л.
[H+] = 10-14/0,01 = 10-12 (моль/л).
рН = - lg[H+] = - lg10-12 = 12,0
В ходе титрования идёт химическая реакция
NaOH + HCl = NaCl + H2O
До точки эквивалентности [H+] рассчитываем по формуле
[H+] = 10-14∙(V(NaOH) + V(HCl))/[Cэк(NaOH)∙V(NaOH) - Cэк(HCl)∙V(HCl)],
где Cэк(NaOH) – молярная концентрация эквивалента раствора NaOH до начала титрования, 0,01 моль/л;
V(NaOH) – объём раствора NaOH, взятый для титрования. 100 см3;
Cэк(HCl) – молярная концентрация эквивалента раочего раствора HCl, 0,05 моль/л;
V(HCl) – объём добавленного раствора HCl, см3.
Объём раствора HCl, добавленного к определенному моменту титрования, вычисляем по формуле
V(HCl) = Cэк(NaOH)∙V(NaOH)∙f/Cэк(HCl)∙100,
где f – процент добавленного титранта по отношению к эквивалентному количеству.
После добавления 10 % от эквивалентного количества титранта
V(HCl) = 0,01∙100∙10/0,05∙100 = 2 (см3).
[H+] = 10-14∙(100 + 2)/[0,01∙100 – 0,05∙2] = 1,13∙10-12 (моль/л),
рН = - lg(1,13∙10-12) = 11,9
После добавления 50 % от эквивалентного количества титранта
V(HCl) = 0,01∙100∙50/0,05∙100 = 10 (см3).
[H+] = 10-14∙(100 + 10)/[0,01∙100 – 0,05∙10] = 2,20∙10-12 (моль/л),
рН = - lg(2,20∙10-12) = 11,6
После добавления 75 % от эквивалентного количества титранта
V(HCl) = 0,01∙100∙75/0,05∙100 = 15 (см3).
[H+] = 10-14∙(100 + 15)/[0,01∙100 – 0,05∙15] = 4,60∙10-12 (моль/л),
рН = - lg(4,60∙10-12) = 11,3
После добавления 90 % от эквивалентного количества титранта
V(HCl) = 0,01∙100∙90/0,05∙100 = 18 (см3).
[H+] = 10-14∙(100 + 18)/[0,01∙100 – 0,05∙18] = 1,18∙10-11 (моль/л),
рН = - lg(1,18∙10-11) = 10,9
После добавления 99 % от эквивалентного количества титранта
V(HCl) = 0,01∙100∙99/0,05∙100 = 19,8 (см3).
[H+] = 10-14∙(100 + 19,8)/[0,01∙100 – 0,05∙19,8] = 1,20∙10-10 (моль/л),
рН = - lg(1,20∙10-10) = 9,9
После добавления 99,9 % от эквивалентного количества титранта
V(HCl) = 0,01∙100∙99,9/0,05∙100 = 19,98 (см3).
[H+] = 10-14∙(100 + 19,98)/[0,01∙100 – 0,05∙19,98] = 1,20∙10-9 (моль/л),
рН = - lg(1,20∙10-9) = 8,9
В точке эквивалентности вся щелочь оттитрована, а избытка кислоты нет
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
