Индикаторы требования к ним и классификация
Построенная в координатах “pH - V” или “pH - ” протолитическая ТКТ имеет вид графика с одним или несколькими S-образными переходами, каждый из которых отвечает одному или нескольким скачкам титрования. Принципиальное значение имеют точки пересечения графика ТКТ с линиями нейтральности и эквивалентности. Линия, параллельная оси абсцисс и проходящая через значение рН, равное 7, наз
ывается линией нейтральности, а точка ее пересечения с ТКТ - точкой нейтральности (ТН). Линия, параллельная оси ординат и проходящая через значение эквивалентного объема титранта, называется линией эквивалентности, а точка ее пересечения с ТКТ - точкой эквивалентности (ТЭ).
Рассмотрим расчет точек в характерных областях каждой из ТКТ, относящихся к четырем основным случаям протолиметрии в водной среде. Расчетные формулы получают, рассматривая химические равновесия, устанавливающиеся в каждый момент титрования.
I MOH сил. осн-е, с(МОН)
НА сил. к-та, с(НА)
с(МОН) = с(НА)
1. До начала титрования в титруемом растворе только сильная кислота HA. Так как НА сильная кислота и диссоциирует нацело, то [Н+] = с(НА), и рН = - lg [Н+] рН = - lgc(НА).
2. При титровании до ТЭ в растворе преобладают Н+ - ионы, недотитрованной НА, так как все добавляемые с титрантом ОН- - ионы связываются в воду: НА + МОН МА + Н2О, поэтому с учетом разбавления титруемого раствора в ходе титрования
3. В ТЭ реакция нейтрализации закончилась. Титруемый раствор содержит только соль МА и воду. Соль МА - соль сильной кислоты и сильного основания, следовательно, негидролизуется и, как и вода, обеспечивает нейтральность раствора (рН = 7).
Р и с. 1.7.1. Вид ТКТ при титровании сильных электролитов (0,1н.
растворов): I - сильной кислоты, II - сильного основания.
4. При титровании после ТЭ избыток МОН приводит к щелочной среде титруемого раствора, поэтому с учетом разбавления:
, но так как
то
ТКТ для I-случая имеет вид, изображенный на рис. 1.7.1 сплошной линией.
ТКТ данного типа имеет зеркально-симметричный график относительно линии нейтральности и эквивалентности. ТЭ и ТН совпадают. Для регистрации ТЭ подходят и фенолфталеин, и метиловый оранжевый.
II HA сил. к-та, с(НА)
МОН сил. осн., с(МОН)
с(НА) = с(МОН)
Расчет точек ТКТ проводят по формулам, выведенным аналогично случаю I:
1. До титрования .
2. До ТЭ .
3. В ТЭ .
4. После ТЭ
Для ТКТ этого типа справедливы все положения, изложенные для случая I, с той лишь разницей, что ход кривой обратный - из щелочной области в кислую (см. рис. 1.7.1, пунктирная линия). Для регистрации ТЭ подходят оба индикатора.
III MOH сил. осн., с(МОН)
НАn сл. к-та, с(НАn)
с(НАn) = с(МОН)