Кислотно-основное титрование

Министерство образования  и науки, молодежи и спорта Украины

Колледж Таврического национального  университета им. В. И. Вернадского

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат на тему:

«Кислотно-основное титрование»

                                  Выполнила

Студентка 1курса

                                   Группы 1АК-2

                                  Ткачук Ольга

 

 

 

 

 

 

 

Симферополь - 2013

 

Содержание:

1.Введение…………………………………………………………………………3

2.Стандартные растворы  ………………………………………………………3-4

3. Точка эквивалентности и конечная точка титрования………………………4

4. Индикаторы в методе кислотно-основного титрования…………………5-6

А) Ионная теория

Б) Хромофорная теория

5.Выбор индикатора……………………………………………………………6-7

6.Заключение………………………………………………………………………7

7.Список используемой  литературы……………………………………………8 
Введение

Для титриметрических определений широко используют реакции в растворах между кислотами и основаниями. В классической химии реакцию между кислотой и основанием с образованием соли и воды называют реакцией нейтрализации и соответственно сам метод называют методом нейтрализации. Обратимся к хорошо известной реакции нейтрализации:

Na OH+ HCl=NaCl+H2O

Напишем ее в ионной форме:

Н ⁺ + ОН ^- =  Н₂О

В действительности подобный процесс не может паротекать, так как ион Н ⁺ или протон не существует в растворе в свободном состоянии.

Второй продукт правой части равенства реакции нейтрализации - соль может в водних рас творах не только быть нейтральной, но и проявлять как кислотные, так и основные способы. Например, Na2CO3 ведет себя как основание, а NaНSO4 – как кислота. Эти противоречия исключаются теорией Бренстеда.

 Рабочими растворами  метода являются растворы сильных  кислот или сильных оснований. В зависимости от титранта метод кислотно-основного титрования подразделяют на ацидиметрию, если титрантом является раствор кислоты, и алкалиметрию, если титрантом является раствор основания.

Титрование сильным электролитом слабого электролита в анализе  не находит применения.

Стандартные растворы

В практике кислотно-основного  титрованияиз кислот чаще всего используют стандартные растворы хлорводородной, серной, и хлорной кислот. В большинстве случаев используют растворы HCl. 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 НСl служат карбонат натрия, тетраборат натрия и оксид ртути.

3

Растворы HCI, HNО3 и H2SО4 с точной концентрацией можно получить, если взять точную навеску соответствующей соли (NaCl, KNО3, K2SО4), растворить в воде и пропустить в подготовленную колонку с катионитом в   Н ⁺ - форме. Из колонки вытекает эквивалентное количество HCI, HNО3 или H2SО4, 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 СО2. Различие между NaOH и КОН состоит в том, что концентрированные растворы NaOH не растворяют Na2CО3, тогда как концентрированные растворы КОН сравнительно хорошо растворяют К2СО3. Титр раствора едкой щелочи можно установить по титрованному раствору кислоты или же по исходным веществам. Основными исходными веществами для установки титра оснований являются дифталат калия С6Н4 (СООН) COOK, щавелевая кислота Н2С2О4*2Н2О, оксалат натрия Na2C2О4, бензойная кислота С6Н5 — СООН, янтарная кислота Н2С4Н4О4, сульфаминовая кислота NH2 — SО3H (в растворе H3N — SО3). Последняя является сильной кислотой.

Точка эквивалентности  и конечная точка титрования.

 Согласно правилу эквивалентности  титрование необходимо продолжать  до тех пор, пока количество прибавленного реагента не станет эквивалентным содержанию определяемого вещества. Наступающий в процессе титрования момент, когда количecтвo стандартного раствора реагента (титранта) становится теоретически строго эквивалентным количеству определяемого вещества согласно определенному уравнению химической реакции, называют точкой эквивалентности.

Точку эквивалентности устанавливают  различными способами, например по изменению окраски индикатора, прибавляемого в титруемый раствор. Момент, при котором происходит наблюдаемое изменение цвета индикатора, называют конечной точкой титрования. Очень часто конечная точка титрования не совсем совпадает с точкой эквивалентности. Как правило, они отличаются друг от друга не более чем на 0,02-0,04 мл (1-2 капли) титранта. Это то количество титранта, которое необходимо для взаимодейcтвия с индикатором.

 

 

4

Индикаторы в  методе кислотно-основного титрования

В методах кислотно-основного  титрования для определения конечной точки титрования используют кислотно-основные индикаторы.

Кислотно-основные индикаторы - это органические вещества, способные видимо и обратимо изменять свою окраску в растворе при изменении рН среды. Существуют различные теории индикаторов, каждая из которых по-своему объясняет поведение кислотно-основных индикаторов в кислых и

Ионная и хромофорная теории

На основе теории электролитической  диссоциации Оствальд в 1894 г. создал ионную теорию индикаторов. По этой теории кислотно-основные индикаторы рассматривают как слабые органические кислоты, основания и амфотерные соединения, у которых цвет недиссоциированных молекул и ионов имеет различную окраску.

Индикаторы-кислоты диссоциируют по уравнению:

HInd+H20=H3O+ +Ind

Индикаторы-основания диссоциируют по уравнению:

IndOH=Ind+ + ОН ^-

По современным представлениям изменение окраски индикаторов  нельзя объяснить только ионной реакцией. Ионные реакции являются мгновенными, а изменение окраски во многих случаях протекает сравнительно медленно. Поэтому допускают, что  изменение окраски связано с  изменением структуры индикаторов. Недостаточность теории Оствальда явилась толчком к созданию хромофорной теории. Кроме того, еще до создания ионной теории была установлена связь между цветом и структурой органических соединений. Молекулы окрашенных веществ содержат ненасыщенные группы атомов. Эти группы были названы хромофорными группами. К хромофорным группам относят:

—N=N—                                  =C=S                                 -N=0

-CH =N                                     =C = O                               >C=C<

 

5

Изменение рН раствора не только изменяет равновесие электролитической диссоциации, но и вызывает внутреннюю перегруппировку молекулизомеризацию.

Ионную  и хромофорную теории индикаторов  следует рассматривать как теории, которые дополняют друг друга.

 

Хромофорную теорию индикаторов называют также  «химической», так как изменение  цвета по этой теории связано с  изменением строения молекул. Было также  установлено, что окраска соединений с хромофорными группами усиливается, если в стуктуру молекулы индикатора дополнительно ввести группы, названные ауксохромами. К таким группам относят —ОН, —NH2, —N(CH3)2, —N(C2H5)2, —ОСН3. Сами по себе эти группы не сообщают окраску соединениям, но присутствие вместе с хромофорами усиливают их действие.

В настоящее время изменение окраски  как индикаторов, так и вообще органических соединений связывают с изменением π-электронной системы молекул окрашенных веществ. Если электроны в молекуле могут более свободно перемещаться, то такое соединение способно поглощать более длинные волны.

Поглощение  света является следствием изменений  в электронных системах молекул  индикаторов. Эти изменения объясняют  окраску не только кислотно-основных, но и окислительно-восстановительных, адсорбционных и комплексометрических индикаторов.

Выбор индикатора

1.При титровании сильной кислоты  сильным основанием резкий скачок  наблюдается в интервале рН 4,3—9,7. В этот промежуток укладываются полностью или частично интервалы перехода следующих индикаторов: метиловый оранжевый, метиловый красный,

2. При титровании слабых кислот сильными основаниями применяют индикаторы, меняющие окраску в щелочной области, так как резкий скачок титрования наблюдается в интервале рН 7,74—10. В этот скачок полностью или частично укладываются интервалы перехода фенолового красного, фенолфталеина, тимолфталеина. При использовании фенолфталеина для удаления СО2 раствор рекомендуется прокипятить вблизи точки эквивалентности. Индикаторы с интервалом перехода в кислой области (например, метиловый оранжевый) здесь, неприменимы.

6

Кислоты с константой диссоциации меньше 10  не могут быть удовлетворительно оттитрованы.

3. При титровании слабых оснований сильными кислотами применяют индикаторы, меняющие окраску в кислой области. Резкий скачок титрования наблюдается в этом случае в интервале рН 4—6,25.

В этот скачок полностью или частично укладываются интервалы переходаметилового красного, метилового оранжевого, бромтимолового синего.Здесь неприменимы индикаторы с интервалом перехода в щелочной области, как фенолфталеин и др.

Заключение

Метод кислотно-основного  титрования нашел широкое применение для определения 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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

Список  используемой литературы:

1.Пискарева  С.К., Барашков К.М., Ольшанова К.М. Аналитическая химия - М.: Высшая школа.-1994.-384с.

2.Скуг  Д., Уэст Д. Основы аналитической  химии, перевод с английского  языка. Т.1.:М.,1979.

3.Лурье  Ю.Ю. Справочник по аналитической  химии. -М.: Химия,1989.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8