В качестве титрантов предпочитают использовать для получения лучших результатов либо сильные кислоты, либо сильные основания. С учетом этого можно выделить следующие системы.

1. Титрование сильной кислотой сильного основания.

2. Титрование сильным основанием сильной кислоты. Обе эти системы основываются на уравнении

Н30++ОН<*2Н20

3. Титрование сильным основанием слабой кислоты. Оно основывается на уравнении

НАп + ОН ~ ?±Н20+An "

4. Титрование сильной кислотой слабого основания. Оно основывается на уравнении

H30++KtOH+±Kt++2H20

Титрование сильным электролитом слабого электролита в анализе не находит применения.

Метод кислотно-основного титрования нашел широкое применение для определения разнообразных веществ: сильных и слабых кислот и оснований, многих солей, оксидов. Проводят также определение азота, фосфора, бора. Возможности метода кислотно-основного титрования были значительно расширены использованием неводных сред. На кислотно-основных реакциях основано определение многих органических функциональных групп (например, алкилиминной, аминной, ацильной, гидразинной, карбоксильной, сульфоксидной, эпоксидной и др.). Сульфамидную группу S02NH2 определяют титрованием хлорной кислотой в неводных средах, а определение ацильных групп проводят в водной среде.

§ 2. СТАНДАРТНЫЕ РАСТВОРЫ

В практике кислотно-основного титрования из кислот чаще всего используют стандартные растворы хлороводородной, серной и хлорной кислот. В большинстве случаев используют растворы НС1. Серную и хлорную кислоты применяют тогда, когда прибегают к кипячению концентрированных растворов. Азотная кислота относительно нестойкая, но находит применение при определении фосфора. Исходными веществами для установки Титра НС1 служат карбонат натрия, тетраборат натрия и оксид ртути. Титрованные растворы НО в склянках с притертыми пробками хранятся неограниченно долгое время.

Растворы HCI, HN03 и H2S04 с точной концентрацией можно получить, если взять точную навеску соответствующей соли (NaCl, KN03, K2S04), растворить в воде и пропустить в подготовленную колонку с катионитом в Н+-форме. Из колонки вытекает эквивалентное количество HCI, HN03 или H2S04, которые

собирают в мерную колбу и разбавляют водой до метки. Разработана методика получения стандартного раствора НС1 путем растворения навески хлороводородной кислоты, кипящей при постоянной температуре.

Из титрованных растворов щелочей чаще всего применяют раствор NaOH, реже — КОН. Эти растворы часто содержат карбонат-ионы и всегда поглощают из воздуха С02. Различие между NaOH и КОН состоит в том, что концентрированные растворы NaOH не растворяют Na2C03, • тогда как концентрированные растворы КОН сравнительно хорошо растворяют К2С03. Титр раствора едкой щелочи можно установить по титрованному раствору кислоты или же по установочным (исходным) веществам. Основными исходными веществами для установки титра оснований являются дифталат калия С6Н4 (СООН) COOK, щавелевая кислота Н2С204-2Н20, оксалат натрия Na2C204, бензойная кислота С6Н5 — СООН, янтарная кислота Н2С4Н404, сульфаминовая кислота NH2 — S03H (в растворе H3N — S03). Последняя является сильной кислотой.

§ 3. ВЫЧИСЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ВОДОРОДНЫХ И ГИДРОКСИДНЫХ ИОНОВ, рН И рОН В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

Вопрос о водородном и гидроксидном показателе (рН и рОН) и вычислении концентрации водородных и гидроксидных ионов, а также о вычислении рН и рОН был рассмотрен ранее (см. гл. 5, § 2). В аналитической практике кислотно-основного титрования эти вопросы имеют особое значение, поэтому расширим наши представления и систематизируем их. Если говорится о концентрации водородных ионов Н + , то следует учитывать, что свободных водородных ионов в растворах нет. Водородный ион соединен в водных растворах по меньшей мере с одной молекулой воды. Поэтому, когда говорят о Н+, имеют в виду гидратированные ионы НэО+, а рН, соответственно, следует понимать как рНэО, т. е. гидроксониевый показатель. Эти представления по аналогии можно перенести и на неводные растворы. Если в воде протон гидратирован, то в других растворителях сольватирован, т. е. связан с молекулой растворителя. В спиртах будет сольватированный протон ROH2, в аминах RNH3, в органических кислотах RCOOH2 и т. д. Так как мы ограничиваемся водными растворами, то для них будут справедливы следующие соотношения:

К„2о=[Н+][ОН-]; [ОН-] [Н+]

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию