Последовательность расчета кривой титрования раствора соляной кислоты раствором слабого основания гидроксида аммония. Построение кривой титрования, определение точки эквивалентности и прямой нейтральности. Подбор индикатора и вычисление его ошибки.
Аннотация к работе
Объемным (титрометрическим) методом анализа называют метод количественного анализа, основанный на измерении количества реагента, требующегося для завершения реакции с данным количеством определяемого вещества. Добавление реактива продолжают до тех пор, пока его количество не станет эквивалентным количеству реагирующего с ним определяемого вещества. Таким образом, этот метод основан на точном измерении объема реакции затраченного на реакцию с определенным компонентом. При титровании употребляют не избыток реактива, а количество его химически эквивалентное определяемому веществу. Поэтому очень важно в ходе титрования установить момент окончания реакции или определить так называемую точку эквивалентности.Я рассчитывал кривую титрования при следующих условиях: титруется раствор сильной кислоты HCL с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм3, объемом 75см3 раствором сильного основания NAOH с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/дм3.
Введение
Объемным (титрометрическим) методом анализа называют метод количественного анализа, основанный на измерении количества реагента, требующегося для завершения реакции с данным количеством определяемого вещества. Метод заключается в том, что к раствору определяемого вещества постепенно прибавляют раствор реактива известной концентрации. Добавление реактива продолжают до тех пор, пока его количество не станет эквивалентным количеству реагирующего с ним определяемого вещества. Таким образом, этот метод основан на точном измерении объема реакции затраченного на реакцию с определенным компонентом. При титровании употребляют не избыток реактива, а количество его химически эквивалентное определяемому веществу. Поэтому очень важно в ходе титрования установить момент окончания реакции или определить так называемую точку эквивалентности. Обычно ее устанавливают по изменению окраски индикатора. Достигнув точки эквивалентности, титрование прекращают. По затраченному объему титранта к его концентрации вычисляют результат анализа. В этом методе очень важное значение имеет точное установление точки эквивалентности. Практически точку эквивалентности устанавливают индикаторным методом по изменению окраски индикатора.
В основе титрования HNO3 гидроксидом натрия лежит реакция: HCL NH4OH NH4Cl H2O - в молекулярной форме
OH- H = H2O - в ионной форме
NAOH - гидроксид натрия является сильным основанием и имеет константу диссоциации, значение силового показателя которой равно.
1. Определяем какой объем NAOH потребуется для титрования 75 см3 HCL: Vбюр = СК*VK*X%/Сбюр*100 см3
V1 = 0.1*75*0/0.25*100 = 0 см3
V2 = 0.1*75*99.9/0.25*100 = 29,97 см3
V3 = 0.1*75*100/0.25*100 = 30 см3
V4 = 0.1*75*100.1/0.25*100 = 30,03 см3
V5 = 0.1*75*200/0.25*100 =60 см3
Где 0.5 - молярная концентрация эквивалента HNO3, моль/дм3;
75 - объем колбы, см3;
0.25 - молярная концентрация NH4OH, моль/дм3.
2. В начальный момент у нас имеется раствор сильной кислоты. Не учитывая изменения ионной силы раствора, определим водородный показатель раствора PH по формуле: РН = -lg [Н ], где [Н ]-молярная концентрация эквивалента кислоты, моль/дм3.
В этом примере C[1/1HCL]=0.1 моль/дм3, тогда: 0%:PH = -lg [Н ] = -lg 0.1 = 1
Молярную концентрацию эквивалента кислоты в процессе титрования рассчитываем по формуле: С[Н ] = (CK*VK - Сосн*Vосн)/(VK Vосн)
За точкой эквивалентности наблюдается избыток щелочи. В этом случае расчет PH, без учета разбавления, проводится по формуле расчета PH сильного основания: PH = 14 - POH, POH= -lg [OH-]=-lg[C1/1 NAOH*V(NAOH)/V(HCL) V(NAOH)]
Проведение таких расчетов удобнее производить в таблице.
Таблица1 - Изменение PH при титровании 75 см3 раствора HCL с молярной концентрацией 0.1 моль/дм3 раствором NAOH концентрацией 0.45 моль/дм3.
Х% V бюретки Что в колбе Уравнение РН
0 0 HCL
РН = -lg [Н ]1
HCL NACL 4.52288
99.9 149.85
100 150 NACL PH= -lg[Н ][OH-] 7
100.1 150.15 NACL NAOH PH = 14 - POH 12.52297
200 300 12.60206
Выбор индикатора
По скачку титрования из справочника Лурье выбираем индикатор Фенолфталеин (переход цвета от бесцветного к красному).
Его область PH = 4.3 - 9.7.
Найдем РТ = ?*(4.3 9.7) = 7.
Расчет относительной ошибки
= =0.04%
Так как индикаторная ошибка меньше 0.1%, то индикатор выбран правильно. Таким образом фенолфталеин для титрования подходит.
PH
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
V(NAOH)
0
Вывод
Я рассчитывал кривую титрования при следующих условиях: титруется раствор сильной кислоты HCL с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм3, объемом 75см3 раствором сильного основания NAOH с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/дм3.
По расчетам построил кривую титрования, определил точку эквивалентности линию нейтральности. Определил интервал перехода окраски, подобрал индикатор, вычислил ошибку индикатора.
Таким образом, использование кривых титрования позволяет выбрать наиболее оптимальный вариант индикатора, соответствующий скачку РН на данной кривой титрования. В нашем случае при титровании NAOH и HCL можно использовать индикатор фенолфталеин, т.к относительная ошибка незначительная.