Кислотно-основное титрование (метод нейтрализаци)

Сущность метода

В методах кислотно-основного титрования основной является реакция передачи протона от титранта титруемому веществу или лот титруемого вещества – титранту. Реакции кислотно-основного взаимодействия харатеризуются высокой скоростью и протекают стехиометрически.

Основное уравнение процесса нейтрализации – взаимодействие

H+ + OH−→H₂O

Титранты – HCl, H₂SO₄, NaOH, KOH концентрации от 0,05 до1,0 моль/л. Растворы эти устойчивы и могут храниться без изменения сколь угодно долго (растворы щелочей – в пластике, чтобы не допустить взаимодействия со стеклом). Эти вещества не соответствуют требованиям, предъявляемым к стандартным веществам, поэтому их концентрацию определяют по первичным стандартам.

Первичные стандартные вещества должны удовлетворять следующим основным требованиям: высокая чистота (х.ч. или ч.д.а.); устойчивость на воздухе; должны быть негигроскопичны); большая молярная масса эквивалента (что уменьшает ошибку взвешивания); доступность; отсутствие токсичности. В качестве таковых выступают: бура Na₂B₄O₇ 10H₂O, Na₂CO₃, H₂C₂O₄ 2H₂O. Сами титранты – вторичные стандарты.

Методы нейтрализации позволяют определять кислоты, гидроксиды, соли, гидролизующиеся по катиону (аниону), и другие вещества, реагирующие в стехиометрических соотношениях с кислотами и гидроксидами, а также различные смеси.

Процесс нейтрализации можно представить графически в виде кривой титрования, изображающей изменение рН титруемого раствора по мере добавления к нему стандартного раствора кислоты или щелочи. На основании кривых титрования проводят выбор индикатора, что является самым важным в методе нейтрализации.

Момент эквивалентности устанавливают индикаторным методом по изменению окраски индикатора, 1-2 капли которого добавляют в титруемый раствор.

Резкое изменение рН вблизи ТЭ называется скачком титрования.

Индикаторы метода кислотно-основного титрования

Индикаторы – это сложные органические кислоты или гидроксиды, при диссоциации которых происходит изменение структуры их молекул.

Область значений рН, в которой индикатор изменяет свою окраску, называется интервалом перехода индикатора. Его можно рассчитать по формуле

pH = pK_инд ± 1

Так как интервал перехода индикаторов зависит от рК, то чем более сильная кислота, тем в более кислой области находится интервал перехода индикатора.

Интервалы перехода некоторых индикаторов

индикатор	рТ	Интервал перехода рН	Окраска в средах			рКинд
			нейтральная	кислая	щелочная
лакмус	7	≤ 5,0–8,0	фиолетовый	красный	синий	–
фенолфталеин	9	8,0–10,0	бесцветный	бесцветный	малиновый	9,2
метилоранж	4	3,1–4,4	оранжевый	красный	желтый	3,7
метиловый красный	5	4,4–6,2	красный	красный	желтый	5,1

Выбор индикатора

1 Интервал перехода индикатора должен совпадать со скачком титрования или хотя бы частично касаться точки эквивалентности.

2 Индикатора надо добавлять мало, так как, он взаимодействует с определяемым веществом или титрантом.

3 Практически всегда имеет место ошибка, связанная с несовпадением точки эквивалентности с конечной точкой титрования.

4 Индикаторная ошибка титрования должна быть незначительной.

5 Чем меньше скачок титрования, тем труднее выбрать индикатор.