ПрезентацияЛ5.ppt

В

↔ НВ+ + А-
кислота основание сопряженная сопряженное
кислота основание
Ацидиметрия: ОН- + Н3О+ → 2Н2О
Алкалиметрия: Н3О+ + ОН- → 2Н2О
В общем виде: Н+ + ОН- → Н2О
СН+ pH
СОН- pOH




V (R) V (R)

пара

HCl

Cl- HCl - Cl-
HNO3 NO3- HNO3 - NO3-
CH3COOH CH3COO- CH3COOH - CH3COO-
H2O OH- H2O – OH-
NH4+ NH3 NH4+ - NH3

Сопряженная кислотно-основная пара (протолитическая
пара):
НА – А-

В – ВН+

NaCl + H2O
Степень оттитровывания (τ):
n(x)от.

С ∙ V (R)доб.
τ = =
n(x)экв. С ∙ V (R)экв.

1) До точки эквивалентности - τ < 1:

рН = -lg аH+ = -lg CH+ = -lg CHCl
Если Со – начальная концентрация HCl, то:
CHCl (осталось) = Со (было) – Соτ (оттитровали)
CHCl = Со ∙ (1 – τ), рН = -lg Со ∙ (1 – τ)

= СОН- = 10-7 или рН = рОН = 7.
3)

После точки эквивалентности - τ > 1:
СОН- = СNaOH
рOН = -lg аОН- = -lg СОН- = -lg СNaOH
рН = 14 – рОН = 14 + lg СNaOH = 14 + lg Со ∙ (1 – τ)
СNaOH = Со ∙ τ (всего добавлено) - Со (оттитровано) = Со ∙ (1 – τ)
рН = 14 + lg Со ∙ (τ - 1)

Пример 1. Построить кривую титрования 10 мл 0.1М раствора HCl 0.1М
раствором NaOH.

1. В точке эквивалентности необходимо добавить 10 мл раствора NaOH,
так как выполняется условие равенства количества вещества:
С1V1 = С2V2

2. Упрощаем расчеты, пренебрегая разбавлением в два раза (т.к. lg 2 ≈ 0.3)

VNaOH

рН = рОН =
τ = - lg С0 ∙ (1 – τ) - lg С0 ∙ (τ - 1)
VNaOH,экв.
1 0 0 -lg 10-1 = 1.0
2 5.00 5/10 = 0.5 -lg 10-1 ∙ 0.5 = 1.3
3 9.00 9/10 = 0.9 -lg 10-1 ∙ 0.1 = 2.0
4 9.90 9.9/10 = 0.99 -lg 10-1 ∙ 0.01 = 3.0
(титруем с (недотитрован 1.0 %)
ошибкой 1.0 %)
5 9.95 9.95/10 = 0.995 -lg 10-1 ∙ 0.005 = 3.3
(титруем с (недотитрована
ошибкой 0.5 %) 1 капля)
6 9.99 9.99/10 = 0.999 -lg 10-1 ∙ 0.001 = 4.0
(титруем с
ошибкой 0.1 %)

10.00/10 = 1 pH =

pOH = 7.0
8 10.01 10.01/10 = 1.001 14.0 – 4.0 = 10.0 -lg 0.1 ∙ 0.001 = 4.0
9 10.05 10.05/10 = 1.005 14.0 – 3.3 = 10.7 -lg 0.1 ∙ 0.005 = 3.3
10 10.10 10.10/10 = 1.010 14.0 – 3.0 = 11.0 -lg 0.001 = 3.0
11 11.00 11.00/10 = 1.100 14.0 – 2.0 = 12.0 -lg 0.1 ∙ 0.1 = 2.0
12 15.00 15.00/10 = 1.500 14.0 – 1.3 = 12.7 -lg 0.1 ∙ 0.5 = 1.3

Скачок титрования наблюдается при ошибке 0.1 %:
ΔрН = рНτ = 1.001 - рНτ = 0.999 = 10 – 4 = 6

Окраска

Кислая Щелочная
среда среда
Метиловый-
оранжевый 3.36 3.1 – 4.4 3.7 красная желтая
Метиловый-
красный 5.00 4.4 – 6.2 5.3 красная желтая
Бромтимоло-
вый синий 7.30 6.0 – 7.6 6.8 желтая синяя
Фенол-
фталеин 9.53 8.2 – 9.8 8.8 бесцветная малиновая

+ H2O
СН3СООН + OH- ↔ СН3СОО- + H2O
Пример 2. Построить

кривую титрования 10 мл 0.1М раствора СН3СООН
0.1М раствором NaOH.
КА = 1.7 ∙ 10-5, рКа = 4.74
ССН3СООН = СNaОН = 0.1 моль/л, V (СН3СООН) = 10 мл.

1) τ = 0 (слабая кислота): рН = ½ рКА – ½ lg CA
2) τ < 1 (остаток кислоты и ее соль – буферный раствор):
Cсоли
рН = рКА + lg ; CA = С0 ∙ (1 - τ)
CA
С0 ∙ τ τ
рН = рКА + lg = рКА + lg
С0 ∙ (1 - τ) 1 - τ

Кравн.
СН3СОО- + H2O ↔ СН3СООН + OH-
ССН3СООН ∙ СОН- СОН- 2
Кравн. = =
ССН3СОО- Ссоли
с другой стороны:
ССН3СООН ∙ СОН- ∙ СН+ СОН- ∙ СН+ КW
Кравн. = = =
ССН3СОО- ∙ СН+ КА КА
тогда:
КW СОН- 2 КW ∙ Ссоли
= или СОН- 2 =
КА Ссоли КА

pKA – ½ lgCсоли
рН = 14 – рОН

= 7 + ½ pKA + ½ lgCсоли
Cсоли = Cт.э.

4) τ > 1 (сильное основание):
рН = 14 – рОН = 14 - lg С0 ∙ (τ - 1)

[H+] = KA
[OH-] = KB

τ =

рН рОН
VNaOHэкв.
1 0 0 ½ pKA – ½ lgC0 =
= 2.37 + + 0.5 = 2.87
2 5.00 5/10 = 0.5 pKA + lg τ/(1- τ ) =
= 4.74 + lg 1 = 4.74
3 9.00 9/10 = 0.9 pKA + lg τ/(1- τ ) =
= 4.74 + lg 9 = 5.65
4 9.90 9.9/10 = 0.99 pKA + lg τ/(1- τ ) =
(титруем с (недотитрован 1 %) = 4.74 + lg 99 = 6.74
ошибкой 1 %)
5 9.95 9.95/10 = 0.995 pKA + lg τ/(1- τ ) =
(титруем с (недотитрована = 4.74 + lg 199 = 7.04
ошибкой 0.5 %) 1 капля)

7 + ½ pKA + ½ lgCo =

(т.э.) = 9.37 – 0.5 = 8.87
7 10.05 10.05/10 = 1.005 14.0 – lg 0.1 ∙ 0.005 = 10.7 -lg 0.1 ∙ 0.005 = 3.3
8 10.10 10.10/10 = 1.010 14.0 + lg 0.1 ∙ 0.01 = 11.0 -lg 0.1 ∙ 0.01 = 3.0
9 11.00 11.00/10 = 1.100 14.0 + lg 0.1 ∙ 0.1 = 12.0 -lg 0.1 ∙ 0.1 = 2.0
10 15.00 15.00/10 = 1.500 14.0 + lg 0.1 ∙ 0.5 = 12.7 -lg 0.1 ∙ 0.5 = 1.3