Приклади. 1. Титрування ацетатної кислоти

1. Титрування ацетатної кислоти. В точці еквівалентності рН=8,9. При цьому треба застосувати індикатор фенолфталеїн. Якщо застосувати лакмус з рТ =7, індикатор змінить своє забарвлення до того, як буде відтитрована вся кислота, тобто в розчині залишиться деяка її кількість.

ПТ=невідтитр./відтитр.=[НAс] / [Ас−]; Кд=[Н+ ] ∙ [Ас−] / [НAс] = 1,8 ∙10–5

ПТ = [НAс] / [Ас−] = 1·10–7 / 1,8 ∙10–5 = 0,5 ∙10–2 або 0,5%.

2. Титрування ацетатної кислоти розчином лугу в присутності метилоранжу (pТ=4):

CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O,

рН в точці еквівалентності 8,9. Розчин ацетатної кислоти буде недотитрований. ПТ=[CH3COOH]/[CH3COO−]=[H+]/Kд = 10–pT / 10–pK = 10pK–pT = 104,74–4 = 100,74 = 5,5; тобто [CH3COOH] / [CH3COO−] = 5,5 / 1. Кількість всіх частин становить 6,5; тоді 5,5 ∙100% / 6,5 = 85%. (Інакше ПТ= недотитр. / відтитр. =1· 10–4 / 1,8 ∙10–5 = 5,5 — 85%).

Якщо одержане співвідношення невідтитрованої частини до відтитрованої помножить на 100%, то одержимо невірне значення ПТ, яка становитиме 550%.В таких випадках ПТ розраховують шляхом віднесення невідтитрованої (перетированої) частин до загальної їх кількості.

3. Титрування CH3COONa .

В точці еквівалентності утворюється слабка ацетатна кислота:

CH3COO− + H+ → CH3COOH. рН в точці еквівалентності = ½ рК – ½ lg Ск-ти = ½ 4,74 + 0,5 =2,9. Використати індикатор з рТ=3 не можна, так як в розчині залишиться невідтитрованою значна частина солі. Якщо взяти індикатор метилоранж (рТ=4), то сіль також буде недотитрованою. Звідси:

ПТ=[невідтитр.]/[ відтитр.]=[CH3COO−]/[CH3COOH] = Кд / [H+] = 1,8∙10–5/1·10–4 = 1,8∙10–1 · 100% =18% . Точніше: оскільки співвідношення невідтитрованої частини до відтитрованої становить 0,18, то всього частин буде 1 + 0,18 =1,18; ПТ= 0,18 ·100% /1,18 = 15,25%.

4. Титрування Na2CO3 хлоридною кислотою при рН=9. В точці еквівалентності утвориться гідрогенкарбонат, рН розчину якого становить

½ (6,5 +10,22) = 8,36. При рН = 9 сіль буде недотитрована.

ПТ = [недотитр.] / [відтитр.] = [CO32–] / [HCO3–] = K" / [H+] =

6 ∙10–11 / 1∙ 10–9 =6 ∙10–2 ·100% = 6%. (або точніше - 0,06 /1; всього частин 1,06; 0,06 · 100% / 1,06 = 5,66% .

Якщо вибрати індикатор з рТ=8 (фенолфталеїн 15 крапель), у порівняні з рН в точці еквівалентності розчин натрій карбонату буде перетитровано, а значить уже з’явиться H2CO3. ПТ=[перетитр.]/[відтитр.] = [H2CO3] / [HCO3–] = [H+] / К' = 1 ∙10–8 / 3 ∙ 10–7 = 0,03 · 100% = 3%, або точніше 0,03 / 1; всього частин 1,03; 0,03 · 100% /1,03 = 2,91%.

Якщо титрувати натрій карбонат з метилоранжем (рТ= 4), у порівнянні з рН в точці еквівалентності (3,75) розчин натрій карбонату буде недотитровано.

ПТ = [недотитр.] / [відтитр.] = [HCO3− ] / [H2CO3] = К' / [H+] =

3 ∙10–7 / 1 ∙10–4 = 3 ·10–3 ·100% = 0,3%.

Ці дані свідчать, що титрувати розчин натрій карбонату при рТ=8 вдвічі точніше, ніж при рТ= 9. При титруванні з метилоранжем, тобто титрування натрій карбонату до карбонатної кислоти, результат буде найточнішим.

Знайти співвідношення невідтитрованої (перетитрованої) частин можна, використовуючи формулу для буферних розчинів.

Наприклад, при титруванні натрій карбонату хлоридною кисло­тою з індикатором, у якого рТ=9 (приклад вище), розчин буде недо­титрований, і в цей момент суміш [CO32–] (це сіль) та [HCO3–] (кислота ) утворюють буфер.

рН= рК" + lg Cсолі / Cкисл.; 9 = 10,22 + lg Cсолі/ Cкисл.; 9 –10,22 =
= lg Cсолі / Cкисл.;

–1,22 = lg Cсолі / Cкисл. ; 10–1,22 = 10–2 ·100,78 = 6 ·10–2 · 100% = 6%.

Або: [CO32–] / [HCO3–] = 10–pK / 10–pT = 9 – 10,22 = –1,22. ( те ж саме).