Кислотно-основное титрование

Кислотно-основное титрование — титриметрические методы определения концентрации кислот или оснований, основанные на реакции нейтрализации:

<math>\mathsf{H^+ + OH^- \rightarrow H_2O}</math>

Титрование раствором щелочи называется алкалиметрией, а титрование раствором кислоты — ацидиметрией. При количественном определении кислот (алкалиметрия) — рабочим раствором является раствор щелочи NaOH или КОН, при количественном определении щелочи (ацидиметрия) рабочим раствором является раствор сильной кислоты (обычно НСl или H₂SO₄).

Конечная точка титрования

Конечная точка титрования определяется следующими способами:

• визуальным — при помощи кислотно-основных индикаторов
• потенциометрически
• кондуктометрически
• спектрофотометрически

При использовании индикаторов последние подбирают таким образом, чтобы их pH точки эквивалентности была посредине pH скачка титрования. При этом диапазон pH скачка титрования тем больше, чем сильнее титруемая кислота (основание), и тем выше точность титрования. Для слабых кислот (оснований) скачок титрования меньше, и его можно увеличить за счёт реакций комплексообразования: например, титрование слабой борной кислоты ведут в присутствии маннита.

Титрование слабых кислот (pK_a>7) и слабых оснований (pK_b) ведут в неводных растворителях, в которых их кислотные (основные) свойства усиливаются. В случае слабых кислот это, например, этилендиамин и диметилформамид, в случае слабых оснований - муравьиная кислота и ледяная уксусная кислота.

Кроме определения концентрации неорганических и органических кислот и оснований, кислотно-основное титрование применяется для определения функциональных групп органических соединений (карбоксильной, сульфо- и аминогрупп и др.).

Титрование сильной кислоты/основания сильным основанием/кислотой

pH раствора определяется концентрацией кислоты/основания, оставшихся в избытке.

В начале титрования pH раствора изменяется незначительно, затем по мере приближения к точке эквивалентности pH начинает быстро возрастать. Скачок pH титрования является большим и зависит от концентрации реагентов: с их уменьшением величина скачка уменьшается.

При титровании сильного основания сильной кислотой кривая титрования является зеркальной.

Титрование слабой одноосновной кислоты сильным основанием/слабого основания сильной кислотой

pH раствора определяется как неполной диссоциацией слабой кислоты:

<math>\mathsf{HA \rightleftarrows H^+ + A^-}</math>

гидролизом соли в точке эквивалентности:

<math>\mathsf{A^- + H_2O \rightleftarrows HA + OH^-}</math>

и буферным действием системы «слабая кислота + соль слабой кислоты». При титровании pH раствора возрастает быстрее, чем при титровании сильной кислоты, скачок pH выражен слабее, а точка эквивалентности находится при pH>7 (в щелочной зоне). Скачок pH тем слабее, чем слабее кислота, меньше её концентрация и выше температура раствора.

При титровании слабого основания сильной кислотой кривая титрования имеет зеркальный вид: pH раствора уменьшается, и точка эквивалентности находится при pH<7.

Титрование многоосновных кислот и оснований

На поведение pH на кривой титрования влияют несколько ступеней диссоциации кислоты/основания и буферное действие промежуточных солей. На кривой наблюдается несколько слабых скачков титрования.

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2 (Даф-Мед). — 671 с. — ISBN 5-82270-035-5.
• Васильев В. П. Аналитическая химия. Часть 1. Гравиметрический и титриметрический методы анализа. — М.: Высшая школа, 1989. — 320 с. — 40 000 экз. — ISBN 5-06-000066-4.

Ссылки

• [chemequ.ru/online-progs/%D0%BA%D1%80%D0%B8%D0%B2%D1%8B%D0%B5_%D1%82%D0%B8%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F/ Расчет кривых кислотно-основного титрования: теоретические основы ]

Отрывок, характеризующий Кислотно-основное титрование

– Все картечью! – кричал офицер.
Унтер офицер подбежал к старшему офицеру и испуганным шепотом (как за обедом докладывает дворецкий хозяину, что нет больше требуемого вина) сказал, что зарядов больше не было.
– Разбойники, что делают! – закричал офицер, оборачиваясь к Пьеру. Лицо старшего офицера было красно и потно, нахмуренные глаза блестели. – Беги к резервам, приводи ящики! – крикнул он, сердито обходя взглядом Пьера и обращаясь к своему солдату.
– Я пойду, – сказал Пьер. Офицер, не отвечая ему, большими шагами пошел в другую сторону.
– Не стрелять… Выжидай! – кричал он.
Солдат, которому приказано было идти за зарядами, столкнулся с Пьером.
– Эх, барин, не место тебе тут, – сказал он и побежал вниз. Пьер побежал за солдатом, обходя то место, на котором сидел молоденький офицерик.
Одно, другое, третье ядро пролетало над ним, ударялось впереди, с боков, сзади. Пьер сбежал вниз. «Куда я?» – вдруг вспомнил он, уже подбегая к зеленым ящикам. Он остановился в нерешительности, идти ему назад или вперед. Вдруг страшный толчок откинул его назад, на землю. В то же мгновенье блеск большого огня осветил его, и в то же мгновенье раздался оглушающий, зазвеневший в ушах гром, треск и свист.
Пьер, очнувшись, сидел на заду, опираясь руками о землю; ящика, около которого он был, не было; только валялись зеленые обожженные доски и тряпки на выжженной траве, и лошадь, трепля обломками оглобель, проскакала от него, а другая, так же как и сам Пьер, лежала на земле и пронзительно, протяжно визжала.


Пьер, не помня себя от страха, вскочил и побежал назад на батарею, как на единственное убежище от всех ужасов, окружавших его.
В то время как Пьер входил в окоп, он заметил, что на батарее выстрелов не слышно было, но какие то люди что то делали там. Пьер не успел понять того, какие это были люди. Он увидел старшего полковника, задом к нему лежащего на валу, как будто рассматривающего что то внизу, и видел одного, замеченного им, солдата, который, прорываясь вперед от людей, державших его за руку, кричал: «Братцы!» – и видел еще что то странное.
Но он не успел еще сообразить того, что полковник был убит, что кричавший «братцы!» был пленный, что в глазах его был заколон штыком в спину другой солдат. Едва он вбежал в окоп, как худощавый, желтый, с потным лицом человек в синем мундире, со шпагой в руке, набежал на него, крича что то. Пьер, инстинктивно обороняясь от толчка, так как они, не видав, разбежались друг против друга, выставил руки и схватил этого человека (это был французский офицер) одной рукой за плечо, другой за гордо. Офицер, выпустив шпагу, схватил Пьера за шиворот.
Несколько секунд они оба испуганными глазами смотрели на чуждые друг другу лица, и оба были в недоумении о том, что они сделали и что им делать. «Я ли взят в плен или он взят в плен мною? – думал каждый из них. Но, очевидно, французский офицер более склонялся к мысли, что в плен взят он, потому что сильная рука Пьера, движимая невольным страхом, все крепче и крепче сжимала его горло. Француз что то хотел сказать, как вдруг над самой головой их низко и страшно просвистело ядро, и Пьеру показалось, что голова французского офицера оторвана: так быстро он согнул ее.
Пьер тоже нагнул голову и отпустил руки. Не думая более о том, кто кого взял в плен, француз побежал назад на батарею, а Пьер под гору, спотыкаясь на убитых и раненых, которые, казалось ему, ловят его за ноги. Но не успел он сойти вниз, как навстречу ему показались плотные толпы бегущих русских солдат, которые, падая, спотыкаясь и крича, весело и бурно бежали на батарею. (Это была та атака, которую себе приписывал Ермолов, говоря, что только его храбрости и счастью возможно было сделать этот подвиг, и та атака, в которой он будто бы кидал на курган Георгиевские кресты, бывшие у него в кармане.)
Французы, занявшие батарею, побежали. Наши войска с криками «ура» так далеко за батарею прогнали французов, что трудно было остановить их.