Сборник основных формул по химии для ВУЗов
Шрифт:
Индикаторы: кислотно-основные индикаторы (см. таблицу).
Характеристики некоторых индикаторов приведены в таблице.
Титрование сильной кислоты сильным основанием
HCl + NaOH -> NaCl + Н2O
Н+ + OH ->
В точке эквивалентности образуется соль сильной кислоты и сильного основания, которая не подвергается гидролизу. Реакция среды будет нейтральной (рН = 7). В данном случае индикатором может служить лакмус.
Титрование слабой кислоты сильным основанием
CH3COOH + NaOH -> CH3COONa + Н2O
CH3COOH + OH – > CHgCOO + Н2O
Образующаяся соль слабой кислоты и сильного основания в растворе подвергается гидролизу:
CH3COO + HOH -> CH3COOH + OH
Точка эквивалентности в этом случае будет находиться в щелочной среде, поэтому следует применять индикатор, меняющий окраску при рН < 7, например фенолфталеин.
Титрование слабого основания сильной кислотой
NH4OH + HCl -> NH4Cl + Н2O
NH4OH + Н+ -> NH4+ + Н2O
Образующаяся соль в растворе подвергается гидролизу:
NH4+ + HOH -> NH4OH + Н+
Точка эквивалентности будет находиться в кислой среде, поэтому можно применять индикатор, меняющий свою окраску при рН < 7, например метилоранж.
4.3. Метод комплексонометрии
Комплексонометрия – титриметриче-ский метод анализа, основанный на реакциях комплексообразования определяемых ионов металлов с некоторыми органическими веществами, в частности с комплексонами.
Комплексоны – аминополикарбоновые кислоты и их производные (соли).
В титриметрическом анализе широко используется один из представителей класса комплексонов – динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (Ма2Н2ЭДТА). Этот комплексон часто называют также трилоном Б или комплексном III:
Трилон Б со многими катионами металлов образует прочные, растворимые в воде внутрикомплексные соединения (хелаты). При образовании хелата катионы металла замещают два атома водорода в карбоксильных группах трилона Б и образуют координационные связи с участием атомов азота аминогрупп.
Уравнение реакции: Ме2+ + Н2ЭДТА2- -> [МеЭДТА]2- + 2Н+
Основные титранты (рабочие растворы): трилон Б, MgSO4, CaCl2
Установочные
Индикаторы: металлохромные индикаторы, эриохром черный Т
При рН = 7-11 анион этого индикатора (HInd2-) имеет синюю окраску. С катионами металлов (Са2+, Mg2+, Zn2+ и др.) в слабощелочном растворе в присутствии аммиачного буфера (рН = 8-10) он образует комплексные соединения винно-красного цвета по схеме:
При титровании исследуемого раствора трилоном Б:
Константы нестойкости комплексов равны соответственно:
Kн([CaInd]) = 3,9 • 10– 6
Kн([СаЭДТА]2-) = 2,7 • 10– 11
Kн([MgInd]) = 1,0 •1 0– 7
Kн([MgЭДTA]2-) = 2,0 • 10– 9
4.4. Жесткость воды. Определение жесткости воды
Гидрокарбонатная (временная) жесткость обусловлена присутствием в воде бикарбонатов кальция и магния: Са(HCO3)2 и Mg(HCO3)2. Она почти полностью устраняется при кипячении воды, так как растворимые гидрокарбонаты при этом разлагаются с образованием нерастворимых карбонатов кальция и магния и гидроксо-карбонатов магния:
Са(HCO3)2 = CaCO3V + CO2^ + H2O
Mg(HCO3)2 = MgCO3V + CO2^ + H2O
2Mg(HCO3)2 = (MgOH)2CO3V + 3CO2^ + H2O
Постоянная жесткость воды обусловлена присутствием в ней преимущественно сульфатов и хлоридов кальция и магния и при кипячении не устраняется.
Сумма величин временной и постоянной жесткости составляет общую жесткость воды:
Жобщ. = Жвр. + Жпост.
Существуют различные способы определения жесткости воды: определение временной жесткости с помощью метода нейтрализации; комплексонометрический метод определения общей жесткости.
Гидрокарбонатная жесткость воды определяется титрованием воды раствором соляной кислоты в присутствии метилового оранжевого, так как рН в точке эквивалентности находится в области перехода окраски этого индикатора.
Са(HCO3)2 + 2HCl -> CaCl2 + 2Н2CO3