ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ошибка титрования в методе нейтрализации из "Объёмный анализ Том 1" Ошибку титрования при нейтрализации сильных кислот сильными основаниями можно с достаточной точностью вычислить по приближенной формуле, выведенной намн для реакций осаждения (стр. 172). [c.174] Пример. 50 мл 0,1 н. соляной кислоты титруют 0,1 н. раствором едкого натра. Если в качестве индикатора применяют метилжелтый, то изменение его цвета произойдет при концентрации водородных ионов, равной примерно 10- . Другими словами, рТ = 4,0 и а == —10 . [c.174] Если производить это титрование до появления окраски фенолфталеина, то рТ будет около 9 и рОН 5 (при комнатной температуре). [ОН-] = л = +10-5. [c.174] переход окраски с метилжелтым происходит за 0,2% до точки эквивалентности, а с фенолфталеином на 0,0Й% после нее. Разница между этими двумя концами титрования составляет 0,22% (если применяется 0,1 н. растворы). Это можно подтвердить и экспериментально, удалив из применяемых растворов углекислый газ. [c.175] При титровании 0,01 н. растворов ошибка титрования будет равна —2% при применении метилжелтого и -f0,2% при применении фенолфталеина. Для этого случая, очевидно, метилжелтый не является подходящим индикатором следует применять индикатор, у которого переход окраски происходит при pH, более близком к 7. С метилкрасным, например, рТ = 6, а — —10-6, и ошибка составляет только —0,02%. [c.175] В этой формуле не принимается в расчет та часть [НА], которая создалась в результате гидролиза соли . Для получения точных результатов ее следует учитывать (ом. далее). [c.175] Точные математические выражения величины ошибки титрования в методе нейтрализации даны Р. S. Roller [J. Аш. hem. So . 54, 3485 (1932)]. Вычисления эти в теоретическом отношении очень интересны, но они слишком сложны для практического их использования, тем более, что и на ионизационные константы слабых электролитов (включая индикаторы) и на коэфициенты активности ионов влияют различные факторы. [c.175] В последнем случае величина ошибки в действительности несколько меньше вычисленной нами, потому что часть уксусной кислоты в растворе происходит от гидролиза соли, и эту часть надо вычесть из общей ее концентрации. [c.176] Поскольку в этом случае [Н+] = 10 8, [ОН ] = 10-е, концентрация уксусной кислоты, образовавшейся в результате гидролиза, должна быть также равна 10 S. Следовательно, концентрация уксусной кислоты, оставшейся неоттитрованной, равна 2,8- 10 s — 0,1 10 5 = 2,7 10-5. [c.176] Из всего сказанного выше может показаться, что ошибка титрования вообще не зависит от разбавления. В приведенном примере, когда титруется 0,1 н. уксусная кислота до pH = 8—9, это действительно так, но если разбавление больше, например, если титруются растворы более разбавленные, чем 0,001 и., величина сшибки титрования возрастает. В этих последних условиях гидролиз соли становится настолько большим, что его надо учитывать в вычислениях. [c.176] Если нам известна константа ионизации какой-нибудь кислоты, то легко рассчитать, можно ли эту кислоту при данном разбавлении оттитровать до определенного рТ для того, чтобы ошибка не превысила желаемой величины. Предположим, что 50 мл 0,1 н. слабой кислоты мы хотим оттировать 0,1 и. щелочью. Общий объем в конце титрования будет 100 мл. Поставим условием, чтобы ошибка титрования не превысила —0,2%. Тогда мы можем закончить титрование, когда в растворе останется неоттитрованной 0,1 мл 0,1 н. кислоты ( 0,2% от 50 мл ). Это отвечает концентрации [НА] = 10 н. во всем объеме раствора. Предположим далее, что мы хотим титровать до рТ = 9, т. е. до [Н+] =10 и [ОН ] = 10 . Концентрация НА, образующаяся в результате гидролиза, равна также 10 , и, следовательно. [c.176] Следовательно, все кислоты, константы ионизации которых превышают 4,5- 10 , могут быть оттитрованы в указанных условиях с ошибкой, не превышающей —0,2%. Если бы мы заканчивали титрование при pH = 10, то тогда ( как это не трудно рассчитать ) мы могли бы с той же максимальной величиной ошибки оттитровать все кислоты, имеющие /Сил 2,5 10 . [c.177] Отсюда можно было бы заключить, что с уменьшением концентрации титруемого раствора точность титрования возрастает. В д ствительности это не так, ибо практически нельзя оттитровать точно до pH == 9,0 здесь возможны отклонения, по крайней мере на величину +0,2. Кроме того изменение окраски в разбавленных растворах менее отчётливо, и поэтому абсолютная точность уменьшается. Эти практические подробности будут рассмотрены во И томе. [c.177] В общем о ВОЗМОЖНОС1И титрования той или иной кислоты (или основания) с ошибкой, не превышающей 0,2%, ады можем судить по следующим данным. [c.177] Если бы мы могли оттитровать раствор точно до pH = 3,15, то результаты получились бы совершенно правильными. В действительности, однако, изменение окраски не так резко и вполне можно сделать ошибку при установлении pH порядка +0 2. Это отвечает ошибке титрования +1%, поскольку pH при титровании такой слабой кислоты или основания изменяется очень медленно (см. стр. 74). [c.178] Титрование слабой кислоты слабым основанием. Хотя никти и не станет титровать слабую кислоту, вроде уксусной, непосредственно слабым основанием (например, раствором аммиака), все же в практике анализа встречаются случаи объемных определений, которые фактически сводятся к такого рода титрованиям. Иногда, например, приходится определять уксусную кислоту в растворе, содержащем хлорид аммония. Такого же рода задачу приходится решать, когда надо приготовить раствор, содержащий эквивалентные количества слабой кислоты и слабого основания. [c.178] Титрование двухосновных кислот и смесей кислот. Вычисление ошибки титрования при определении сравнительно сильной кислоты в присутствии другой кислоты, более слабой, или при титровании двухосновной кислоты до ее кислой соли имеет большое практическое значение. В качестве примера разберем обычно выполняемое титрование угольной кислоты щелочью до бикарбоната или титрование карбоната кислотой также до бикарбоната. Для упрощения расчета будем пользоваться приближенными формулами. [c.179] Это составляет 2,9% от первоначальной концентрации угольной кислоты (0,1 н. = 0,05 М). Следовательно, ошибка титрования равна 2,9%. Можно показать, что в этом случаеошибка титрования не зависит от разбавления, по крайней мере при концентрациях, превышающих 0,001 н. Если концентрации меньше этой величины, то нельзя пользоваться примененными нами упрощенными уравнениями. [c.180] Производя титрование с индикатором метилоранжевым до чисто желтого цвета или лучше с бромкрезолзеленым до промежуточного цвета, отвечающего pH = 4,7 (с применением раствора- свидетеля ), можно получить результат с ошибкой, не превышающий 0,5%. [c.181] Вернуться к основной статье