Курсовая работа по химии на тему «Выбор индикатора при титровании 0,2М раствора муравьиной кислоты 0,25Н раствором гидроксида калия»

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Астраханский государственный университет»

(Астраханский государственный университет)

Кафедра неорганической и

биоорганической химии

Курсовая работа

Тема: «Выбор индикатора при титровании

0,2М раствора муравьиной кислоты 0,25Н раствором гидроксида калия»

Астрахань – 2013

Содержание

Введение……………………………………………………………………...

Глава 1. Кислотно-основное титрование.………………………….............

1. 1. Метод нейтрализации………………………………………………..

   2. Индикаторы при кислотно-основном титровании………………….

   3. Кривые кислотно-основного титрования……………………………

   4. Индикаторные ошибки кислотно-основного титрования………….

Глава 2. Построение кривой кислотно-основного титрования

0,2М раствора НСООН 0,25Н раствором КОН…………………………..

2.1 Расчетная часть по построению кривой кислотно-основного

титрования……………………………………………………………………

2.2 Таблица по кислотно-основному титрованию

2.3 Кривая и выводы по кривой кислотно-основного титрования

2.4 Расчет индикаторных ошибок кислотно-основного титрования

Заключение…………………………………………………………………..

Список литературы…………………………………………………………..

3

5

5

5

6

7

9

9

26

28

29

31

32

Введение

До настоящего времени титрование находит широкое применение. Точность проведения анализа зависит от оптимально выбранного индикатора.

Титриметрический метод основан на точном измерении объема реактива, израсходованного на реакцию с определённым количеством анализируемого вещества.

Титрование – это прибавление титрованного раствора к анализируемому для определения эквивалентного количества вещества.

Методы титриметрования подразделяются на:

• методы кислотно-основного титрования, или методы нейтрализации, основанные на реакции между щелочными и кислотными растворами;

• методы окисления-восстановления, основанные на взаимодействии окислителей и восстановителей;

• методы комплексообразования, основанные на образовании малодиссоциирующих комплексных ионов или молекул;

• методы осаждения, основанные на реакциях образования малорастворимых или не растворимых соединений.

Для титриметрических методов часто используют кривые титрования, по которым можно сделать вывод о том, как будет проходить титрование, и какой индикатор лучше всего для этого подобрать.

Объект исследования: раствор, состоящий из НСООН (С = 0,2M) – определяемое вещество и KОН (С = 0,25Н) – титрант.

Для выбора индикатора главной задачей является:

1. определить качественный состав раствора при каждом этапе титрования (до точки эквивалентности, в точке эквивалентности, за точкой эквивалентности);

2. рассчитать рН в каждой точке титрования;

3. построить кривую титрования, определили (точку эквивалентности, линию эквивалентности, точку нейтральности, линию нейтральности и скачок титрования);

4. рассчитать ошибки с индикаторами:

а) не до титровали муравьиную кислоту;

б) перетитровали муравьиную кислоту.

Глава 1. Кислотно-основное титрование

1.1 Метод нейтрализации

По методу нейтрализации можно титрованным раствором кислоты проводить определении концентрации основания, или пользуясь титрованным раствором щелочи определить содержание кислоты. В этих методах основной является реакция передача протонов от титранта титруемому веществу или от титруемого вещества титранту. В качестве рабочих растворов используют растворы сильных кислот или сильных оснований. Растворы кислот устойчивы и могут храниться без изменения очень долго. Растворы щелочей также устойчивы, однако их рекомендуется хранить в парафиновой или фторопластиковой посуде, чтобы не допустить взаимодействия со стеклом.

В методах, основанных на реакциях кислотно-основного взаимодействия, кривые титрования обычно показывают зависимость рН раствора от процента добавленной кислоты.

1.2 Индикаторы при кислотно-основном титровании

Индикаторы – слабые органические кислоты или основания, протонированная и депротонированная форма которых имеет разную окраску.

Кислотно-основные индикаторы изменят свою окраску в области интервала перехода независимо от того, достигнута или не достигнута точка эквивалентности.

Правильно выбранный индикатор изменят свою окраску в области скачка титрования. Наблюдаемое при титровании резкое изменение цвета индикатора при добавлении лишь одной капли титранта связано с резким, в несколько единиц, изменением рН в области точки эквивалентности, точнее, в области скачка титрования.

Выбирают индикатор с помощью кривой титрования. Для этого на график кривой титрования наносят интервал перехода индикатора. У правильно выбранного индикатора интервал перехода полностью или частично перекрывается скачком титрования. Если такого перекрывания нет, то индикатор для данного титрования не подходит

1.3 Кривые кислотно-основного титрования

Кривая титрования титрования по методу нейтрализации графически показывает изменение рН при постоянном добавлении рабочего раствора к определенному исследуемому раствору.

Кривая кислотно-основного титрования — зависимость рН от степени оттитрованности.

Для построения кривой титрования необходимо рассчитать значение до точки эквивалентности, в точки эквивалентности, за точкой эквивалентности.

Рассмотрим кривую титрования на примере раствор СН₃СООН раствором NаОН. При добавлении в этот раствор гидроксида натрия в результате реакции появится эквивалентное количество ацетат – иона, который в смеси с уксусной кислотой образует ацетатный буферный раствор. Построенная по данным раствора кривая титрования до точки эквивалентности меняется плавно, хотя и с более высоким угловым коэффициентом, чем при титровании сильной кислоты. Линия нейтральности пересекается с кривой титрования еще до точки эквивалентности. Характерной особенностью кривых титрования слабых одноосновных кислот является несовпадение точки эквивалентности с точкой нейтральности и расположение точки эквивалентности в щелочной области, т.к. в точке эквивалентности образуется основание, сопряженное с титруемой кислотой. Скачек титрования уксусной кислоты намного меньше, чем хлороводородной или другой сильной кислоты. С уменьшение концентрации кислоты и увеличением температуры скачок уменьшается. Он уменьшается также с уменьшением константы диссоциации кислоты.

1.4 Индикаторные ошибки кислотно-основного титрования

Типы индикаторных ошибок.

К индикаторным ошибкам относятся такие, которые вызываются не до титрованием или перетированием исследуемого раствора. В методе нейтрализации различаются два типа индикаторных ошибок – это ошибки первого и второго рода.

Индикаторные ошибки первого рода:

∆Н⁺ - водородная и ∆ОН^- - гидроксильная.

Водородная ошибка титрования, вызываемая наличием в титруемом растворе по окончании титрования избытка Н⁺:

10^-рТ * (V(кислоты) + V(щелочи)) = Vизб (кислоты) * С(кислоты)

Vизб (кислоты) = 10^-рТ * (V(кислоты) + V(щелочи))

С(кислоты)

∆Н⁺ = Vизб (кислоты) = 10^-рТ * (V(кислоты) + V(щелочи))

V (кислоты) V (кислоты) * С(кислоты)

∆Н⁺ = 2 * 10^-рТ___

V (кислоты)

Гидроксильная ошибка титрования, вызываемая наличием в титруемом растворе по окончании титрования избытка ∆ОН^-:

10^-рТ * (V(щелочи) + V(кислоты)) = Vизб (щелочи) * С(щелочи)

Vизб (щелочи) = 10^-рТ * (V(кислоты) + V(щелочи))

С(щелочи)

∆ОН^- = Vизб (щелочи) = 10^-рТ * (V(кислоты) + V(щелочи))

V (щелочи) V (щелочи) * С(щелочи)

∆ОН^- = 10^-рТ * (V(кислоты) + V(щелочи))

V (щелочи) * С(щелочи)

Индикаторные ошибки второго рода:

∆НА-кислотная ошибка ∆МеОН - щелочная ошибка

Кислотная ошибка титрования, вызываемая присутствием в титруемом растворе по окончании титрования нейтральных молекул не до титрованной слабой кислоты:

∆НА = [НА]не от-ой = НА]не от-ой = [Н⁺] = 10^-рТ = 10^рк-рт

[НА] от-ой [НА] от-ой К 10^-рК

Кислотная ошибка титрования, вызываемая присутствием в титруемом растворе по окончании титрования нейтральных молекул не до титрованной слабого основания:

∆МеоН = [МеОН]не от-ой = [МеОН]не от-ой = [ОН^-] = 10^-рТ = 10^-(14-рт)

[МеОН] от-ой [Ме] от-ой К 10^-рК 10^-рК

∆МеОН= 10^-(14-рТ) * 10^-рк(НА)

10^-рк(НА)

∆МеОН = 10^рК+рТ-14

Глава 2. Построение кривой кислотно–основного титрования 0,2М раствора НСООН 0,25Н раствором КОН

2.1 Расчетная часть по построению кривой кислотно-основного

титрования

Дано:

С_М (НСООН)=0,2М=0,2Н

С_Н (КОН)=0,25Н

Кривая титрования?

Решение:

1точка: 0% титрования:

Н⁺= √К*С = √1,8*10^-4*0,2 =6*10^-3

рН= -lg[H+]= -lg6*10^-3 = 3-0,7782 = 2,2218

НСООН+КОН=НСООК+Н₂О

Расчет ведем по НСООН и НСООК – буферная смесь.

рН=рК+lg с(соли) = рК+lg с(НСООК)

с(к-ты) с(НСООН)

Пусть V(НСООН) = 10мл

С(НСООН)*V(НСООН) = С(КОН)*V(КОН)

Vэ(КОН) = С(НСООН)*V(НСООН) = 0,2*10 = 8мл

С(КОН) 0,25

2точка: 5%титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН)- 5%

х = 5*8 = 0,4мл

100

С(КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*0,4 = 0,0096

^{прореагир}Vобщ 10,4

С(КОН) = С(НСООН) = С(НСООК) = 0,0096

^{прореагир прореагир}

Сисх (НСООН) = С(НСООН)*V(НСООН) = 0,2*10 = 0,1923

^{С учетом разбавления}Vобщ 10,4

Сост (НСООН) = Сисх (НСООН) - С(НСООН) = 0,1923-0,0096 = 0,1827

^{прореагир}

рН=3,8+lg 0,0096 = 3,8-1,2795 = 2,5205

0,1827

3точка: 10% титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН)- 10%

х = 10*8 = 0,8мл

100

С(КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*0,8 = 0,0182

^{прореагир}Vобщ 10,8

С(КОН) = С(НСООН) = С(НСООК) = 0,0182

^{прореагир прореагир}

Сисх (НСООН) = С(НСООН)*V(НСООН) = 0,2*10 = 0,1852

^{С учетом разбавления}Vобщ 10,8

Сост (НСООН) = Сисх (НСООН) - С(НСООН) = 0,1852-0,0182 = 0,167

^{прореагир}

рН=3,8+lg 0,0182 = 3,8-0,9656 = 2,8275

0,167

4точка: 15%титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН)- 15%

х = 15*8 = 1,2мл

100

С(КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*1,2 = 0,0268

^{прореагир}Vобщ 11,2

С(КОН) = С(НСООН) = С(НСООК) = 0,0268

^{прореагир прореагир}

Сисх (НСООН) = С(НСООН)*V(НСООН) = 0,2*10 = 0,1786

^{С учетом разбавления}Vобщ 11,2

Сост (НСООН) = Сисх (НСООН) - С(НСООН) = 0,1186-0,0268 = 0,1518

^{прореагир}

рН=3,8+lg 0,0268 = 3,8-0,7531 = 3,0469

0,1518

5точка: 20%титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН)- 20%

х = 20*8 = 1,6мл

100

С(КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*1,6 = 0,0345

^{прореагир}Vобщ 11,6

С(КОН) = С(НСООН) = С(НСООК) = 0,0345

^{прореагир прореагир}

Сисх (НСООН) = С(НСООН)*V(НСООН) = 0,2*10 = 0,1724

^{С учетом разбавления}Vобщ 11,6

Сост (НСООН) = Сисх (НСООН) - С(НСООН) = 0,1724-0,0345 = 0,1379

^{прореагир}

рН=3,8+lg 0,0345 = 3,8-1,6017 = 3,1983

0,1379

6точка: 25%титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН)- 25%

х = 25*8 = 2мл

100

С(КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*0,4 = 0,0417

^{прореагир}Vобщ 12

С(КОН) = С(НСООН) = С(НСООК) = 0,0417

^{прореагир прореагир}

Сисх (НСООН) = С(НСООН)*V(НСООН) = 0,2*10 = 0,1667

^{С учетом разбавления}Vобщ 12

Сост (НСООН) = Сисх (НСООН) - С(НСООН) = 0,1667-0,0417 = 0,125

^{прореагир}

рН=3,8+lg 0,0417 = 3,8-1,4768 = 3,3232

0,125

7точка: 30%титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН)- 30%

х = 30*8 = 2,4мл

100

С(КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*2,4 = 0,0484

^{прореагир}Vобщ 12,4

С(КОН) = С(НСООН) = С(НСООК) = 0,0484

^{прореагир прореагир}

Сисх (НСООН) = С(НСООН)*V(НСООН) = 0,2*10 = 0,1613

^{С учетом разбавления}Vобщ 12,4

Сост (НСООН) = Сисх (НСООН) - С(НСООН) = 0,1613-0,0484 = 0,1129

^{прореагир}

рН=3,8+lg 0,0484 = 3,8-0,3678 = 3,4322

0,1129

8точка: 35%титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН)- 35%

х = 35*8 = 2,8мл

100

С(КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*2,8 = 0,0547

^{прореагир}Vобщ 12,8

С(КОН) = С(НСООН) = С(НСООК) = 0,0547

^{прореагир прореагир}

Сисх (НСООН) = С(НСООН)*V(НСООН) = 0,2*10 = 0,15625

^{С учетом разбавления}Vобщ 12,8

Сост (НСООН) = Сисх (НСООН) - С(НСООН) = 0,15625-0,0547 = 0,10155 ^{прореагир}

рН=3,8+lg 0,0547 = 3,8-0,2687 = 3,5313

0,10155

9точка: 40%титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН)- 40%

х = 40*8 = 3,2мл

100

С(КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*0,4 = 0,0606

^{прореагир}Vобщ 13,2

С(КОН) = С(НСООН) = С(НСООК) = 0,0606

^{прореагир прореагир}

Сисх (НСООН) = С(НСООН)*V(НСООН) = 0,2*10 = 0,1515

^{С учетом разбавления}Vобщ 13,2

Сост (НСООН) = Сисх (НСООН) - С(НСООН) = 0,1515-0,0606 = 0,0909

^{прореагир}

рН=3,8+lg 0,0606 = 3,8-0,1761 = 3,6239

0,0909

10точка: 45%титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН)- 45%

х = 45*8 = 3,6мл

100

С(КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*3,6 = 0,0662

^{прореагир}Vобщ 13,6

С(КОН) = С(НСООН) = С(НСООК) = 0,0662

^{прореагир прореагир}

Сисх (НСООН) = С(НСООН)*V(НСООН) = 0,2*10 = 0,1471

^{С учетом разбавления}Vобщ 13,6

Сост (НСООН) = Сисх (НСООН) - С(НСООН) = 0,1471-0,0662 = 0,0809

^{прореагир}

рН=3,8+lg 0,0662 = 3,8-0,0871 = 3,7129

0,0809

11точка: 50% титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН)- 50%

х = 50*8 = 4мл

100

С(КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*4 = 0,0714

^{прореагир}Vобщ 14

С(КОН) = С(НСООН) = С(НСООК) = 0,0714

^{прореагир прореагир}

Сисх (НСООН) = С(НСООН)*V(НСООН) = 0,2*10 = 0,1429

^{С учетом разбавления}Vобщ 14

Сост (НСООН) = Сисх (НСООН) - С(НСООН) = 0,1429-0,0714=0,0714

^{прореагир}

рН=3,8+lg 0,0714 = 3,8

0,0714

12точка: 55%титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН)- 55%

х = 55*8 = 4,4мл

100

С(КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*4,4 = 0,0764

^{прореагир}Vобщ 14,4

С(КОН) = С(НСООН) = С(НСООК) = 0,0764

^{прореагир прореагир}

Сисх (НСООН) = С(НСООН)*V(НСООН) = 0,2*10 = 0,1389

^{С учетом разбавления}Vобщ 14,4

Сост (НСООН) = Сисх (НСООН) - С(НСООН) = 0,1389-0,0764=0,0625

^{прореагир}

рН=3,8+lg 0,0764 = 3,8 + 0,0872=3,8872

0,0625

13 точка: 60% титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН)- 60%

х = 60*8 = 4,8мл

100

С(КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*4,8 = 0,0811

^{прореагир}Vобщ 14,8

С(КОН) = С(НСООН) = С(НСООК) = 0,0811

^{прореагир прореагир}

Сисх (НСООН) = С(НСООН)*V(НСООН) = 0,2*10 = 0,1351

^{С учетом разбавления}Vобщ 14,8

Сост (НСООН) = Сисх (НСООН) - С(НСООН) = 0,1351-0,0811=0,0540

^{прореагир}

рН=3,8+lg 0,0811 = 3,8 + 0,1766 = 3,9766

0,0540

14точка: 65%титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН)- 65%

х = 65*8 = 5,2мл

100

С(КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*5,2 = 0,0855

^{прореагир}Vобщ 15,2

С(КОН) = С(НСООН) = С(НСООК) = 0,0855

^{прореагир прореагир}

Сисх (НСООН) = С(НСООН)*V(НСООН) = 0,2*10 = 0,1361

^{С учетом разбавления}Vобщ 15,2

Сост (НСООН) = Сисх (НСООН) - С(НСООН) = 0,1361-0,0855=0,0461

^{прореагир}

рН=3,8+lg 0,0855 = 3,8 + 0,2683 = 4,0683

0,0461

15точка: 70%титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН)- 70%

х = 70*8 = 5,6мл

100

С(КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*5,6 = 0,0897

^{прореагир}Vобщ 15,6

С(КОН) = С(НСООН) = С(НСООК) = 0,0897

^{прореагир прореагир}

Сисх (НСООН) = С(НСООН)*V(НСООН) = 0,2*10 = 0,1282

^{С учетом разбавления}Vобщ 15,6

Сост (НСООН) = Сисх (НСООН) - С(НСООН) = 0,1282-0,0897=0,0385

^{прореагир}

рН=3,8+lg 0,0897 = 3,8 + 0,3673 = 4,1673

0,0385

16точка: 75%титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН)- 75%

х = 75*8 = 6мл

100

С(КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*6 = 0,09375

^{прореагир}Vобщ 16

С(КОН) = С(НСООН) = С(НСООК) = 0,09375

^{прореагир прореагир}

Сисх (НСООН) = С(НСООН)*V(НСООН) = 0,2*10 = 0,125

^{С учетом разбавления}Vобщ 16

Сост (НСООН) = Сисх (НСООН) - С(НСООН) = 0,125-0,09375=0,03125

^{прореагир}

рН=3,8+lg 0,09375 = 3,8 + 0,4771 = 4,2771

0,03125

17точка: 80%титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН)- 80%

х = 80*8 = 6,4мл

100

С(КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*6,4 = 0,0976

^{прореагир}Vобщ 16,4

С(КОН) = С(НСООН) = С(НСООК) = 0,0976

^{прореагир прореагир}

Сисх (НСООН) = С(НСООН)*V(НСООН) = 0,2*10 = 0,1219

^{С учетом разбавления}Vобщ 16,4

Сост (НСООН) = Сисх (НСООН) - С(НСООН) = 0,1219-0,0976=0,0243

^{прореагир}

рН=3,8+lg 0,0976 = 3,8 + 0,6038 = 4,4038

0,0243

18точка: 85%титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН)- 85%

х = 85*8 = 6,8мл

100

С(КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*6,8 = 0,1012

^{прореагир}Vобщ 16,8

С(КОН) = С(НСООН) = С(НСООК) = 0,1012

^{прореагир прореагир}

Сисх (НСООН) = С(НСООН)*V(НСООН) = 0,2*10 = 0,1190

^{С учетом разбавления}Vобщ 16,8

Сост (НСООН) = Сисх (НСООН) - С(НСООН) = 0,1190-0,1012=0,0178

^{прореагир}

рН=3,8+lg 0,1012 = 3,8 + 0,7578 = 4,5578

0,0178

19точка: 90%титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН)- 90%

х = 90*8 = 7,2мл

100

С(КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*7,2 = 0,1047

^{прореагир}Vобщ 17,2

С(КОН) = С(НСООН) = С(НСООК) = 0,1047

^{прореагир прореагир}

Сисх (НСООН) = С(НСООН)*V(НСООН) = 0,2*10 = 0,1163

^{С учетом разбавления}Vобщ 17,2

Сост (НСООН) = Сисх (НСООН) - С(НСООН) = 0,1163-0,1047 = 0,0116

^{прореагир}

рН=3,8+lg 0,1047 = 3,8 + 0,9555 = 4,7555

0,0116

20точка: 95% титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН)- 95%

х = 95*8 = 7,6мл

100

С(КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*7,6 = 0,1079

^{прореагир}Vобщ 17,6

С(КОН) = С(НСООН) = С(НСООК) = 0,1079

^{прореагир прореагир}

Сисх (НСООН) = С(НСООН)*V(НСООН) = 0,2*10 = 0,1136

^{С учетом разбавления}Vобщ 17,6

Сост (НСООН) = Сисх (НСООН) - С(НСООН) = 0,1136-0,1079 = 0,0057

^{прореагир}

рН=3,8+lg 0,1079 = 3,8 + 1,2771 = 5,0771

0,0057

21точка: 99,9%титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН)- 99,9%

х = 99,9*8 = 7,992мл

100

С(КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*7,992 = 0,111

^{прореагир}Vобщ 14

С(КОН) = С(НСООН) = С(НСООК) = 0,111

^{прореагир прореагир}

Сисх (НСООН) = С(НСООН)*V(НСООН) = 0,2*10 = 0,1112

^{С учетом разбавления}Vобщ 17,992

Сост (НСООН) = Сисх (НСООН) - С(НСООН) = 0,1112-0,111 = 0,0002

^{прореагир}

рН=3,8+lg 0,111 = 3,8 + 2,7449 = 6,5443

0,0002

22 точка: 100%титрования:

т.к. соль образована сильным основанием и слабой кислотой (НСООК), то гидролиз идет по катиону, щелочь сильная, следовательно:

рН=7+½рК (НСООН) + ½lg С(НСООК)

С(НСООН)*V(НСООН) = С(НСООК)*V(НСООК)

С(НСООК) = С(НСООН)*V(НСООН) = 0,2*10 = 0,111мл

V(НСООК) 18

рН=7+½*3,8 + ½lg 0,1111 = 7+1,9+½ * (-0,9543) = 8,9-0,47715=8,42285

23 точка: 100,1%титрования: (0,1% избыток добавленного КОН):

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН) – 0,1%

х = 0,1*8 = 0,008мл

100

Сизб (КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*0,008 = 1,1106*10^-4

Vобщ 18,008

рОН = -lg[OH^-] = -lg1,1106*10^-4 = 4-0,0456 = 3,9544

рН = 14-3,9544 = 10,0456

24 точка: 105% титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН) – 5%

х = 5*8 = 0,4мл

100

Сизб (КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*0,04 = 5,4324*10^-3

Vобщ 18,408

рОН = -lg[OH^-] = -lg5,4324*10^-3= 3-0,7349 = 2,2651

рН = 14-2,2651 = 11,7349

25 точка: 110%титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН) – 10%

х = 10*8 = 0,8мл

100

Сизб (КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*0,08 = 1,0633*10^-2

Vобщ 18,808

рОН = -lg[OH^-] = -lg1,0633*10^-2 = 2-0,0267 = 1,9733

рН = 14-1,9733 = 12,0267

26 точка: 115% титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН) – 15%

х = 15*8 = 1,2мл

100

Сизб (КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*1,2 = 1,5618*10^-2

Vобщ 19,208

рОН = -lg[OH^-] = -lg1,5618*10^-2 = 2-0,1936 = 1,8064

рН = 14-1,8064 = 12,1936

27 точка: 120%титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН) – 20%

х = 20*8 = 1,6мл

100

Сизб (КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*1,6 = 2,0399*10^-2

Vобщ 19,604

рОН = -lg[OH^-] = -lg2,0399*10^-2 = 2-0,3099 = 1,6901

рН = 14-1,6901 = 12,3099

28 точка: 125%титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН) – 25%

х = 25*8 = 2мл

100

Сизб (КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*2 = 2,4990*10^-2

Vобщ 20,008

рОН = -lg[OH^-] = -lg2,4990*10^-2 = 2-0,3978 = 1,6022

рН = 14-1,6022 = 12,3978

29 точка: 130% титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН) – 30%

х = 30*8 = 2,4мл

100

Сизб (КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*2,4 = 2,9400*10^-2

Vобщ 20,408

рОН = -lg[OH^-] = -lg2,9400*10^-2 = 2-0,4683 = 1,5317

рН = 14-1,5317 = 12,4683

30 точка: 135%титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН) – 35%

х = 35*8 = 2,8мл

100

Сизб (КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*2,8 = 3,3641*10^-2

Vобщ 20,808

рОН = -lg[OH^-] = -lg3,3641*10^-2 = 2-0,5267 = 1,4733

рН = 14-1,4733 = 12,5267

31 точка: 140%титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН) – 40%

х = 40*8 = 3,2мл

100

Сизб (КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*3,2 = 3,7722*10^-2

Vобщ 21,208

рОН = -lg[OH^-] = -lg3,7722*10^-2 = 2-0,5766 = 1,4234

рН = 14-1,4234 = 12,5766

32 точка: 145титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН) – 45%

х = 45*8 = 3,6мл

100

Сизб (КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*3,6 = 4,1651*10^-2

Vобщ 21,608

рОН = -lg[OH^-] = -lg4,1651*10^-2 = 2-0,6196 = 1,3804

рН = 14-1,3804 = 12,6196

33 точка: 150% титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН) – 50%

х = 50*8 = 4мл

100

Сизб (КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*4 = 4,5438*10^-2

Vобщ 22,008

рОН = -lg[OH^-] = -lg4,5438*10^-2 = 2-0,6574 = 1,3426

рН = 14-1,3426 = 12,6574

34 точка: 200%титрования:

8мл (КОН) – 100%

хмл (КОН) – 100%

х = 100*8 = 8мл

100

Сизб (КОН) = С(КОН)*V(КОН) = 0,25*8 = 7,6899*10^-2

Vобщ 26,008

рОН = -lg[OH^-] = -lg7,6899*10^-2 = 2-1,1141 = 0,8843

рН = 14-0,8843 = 13,1151

2.2 Таблица по кислотно-основному титрованию

Таблица 1.

Изменение рН при добавлении 0,25Н раствора КОН к

0,2М раствора НСООН.

№

Добав-

ленно

0,25н

КОН

[НСООН]

[НСОО^-]

рН-опреде-

ляющие компонен-

ты

Расчетная

формула

рН

%

мл

1

0

0

0,2

-

[НСООН]

Н⁺= √К*С

2,2

2

5

0,4

0,1923

0,0096

рК+lg с(НСООК)

с(НСООН)

2,6

3

10

0,8

0,167

0,0182

2,8

4

15

1,2

0,1518

0,0268

3

5

20

1,6

0,1379

0,0345

3,2

6

25

2

0,125

0,0417

3,3

7

30

2,4

0,1129

0,0484

3,4

8

35

2,8

0,10155

0,0547

3,5

9

40

3,2

0,0909

0,0606

3,6

10

45

3,6

0,0809

0,0662

3,7

11

50

4

0,0714

0,0714

3,8

12

55

4.4

0,0625

0,0764

3,9

13

60

4,8

0,0540

0,0811

4

14

65

5,2

0,0461

0.0855

4,1

15

70

5,6

0,0385

0,0897

4,2

16

75

6

0,03125

0,09375

4,3

17

80

6,4

0,0243

0.0976

4,4

18

85

6,8

0,0178

0,1012

4,6

19

90

7,2

0,0116

0,1047

4,8

20

95

7,6

0,0057

0,1079

5,1

21

99,9

7,992

0,0002

0,1110

6,5

22

100

-

-

0,1111

[НСОО^-]

рН=7+½рКк-ты+ ½ lgСсоли

8,4

23

100,1

0,008

-

0,1111+Скон

КОН

рН=14-рОН

10,

24

105

0,4

-

11,7

25

110

0,8

-

12,

26

115

1,2

-

12,2

27

120

1,6

-

12,3

28

125

2

-

12,4

29

130

2,4

-

12,47

30

135

2,8

-

12,5

31

140

3,2

-

12,58

32

145

3,6

-

12,62

33

150

4

-

12,68

34

200

8

-

13,1151

2.3 Кривая и выводы по кривой кислотно-основного титрования

Рис.1 Кривая титрования 0,2М раствора НСООН 0,25 Н раствора КОН

Выводы по кривой титрования:

1) точка: 0% - лежит в слабокислой среде;

2) точка эквивалентности (рН=8,42285) – лежит в слабощелочной среде;

3) скачок, или средняя часть – небольшой, (рН=6,5443 – 10,0456)

2.4 Расчет индикаторных ошибок кислотно-основного титрования

НА – ошибка, кислотная ошибка второго рода.

НА – ошибка обусловлена наличием в растворе не оттитрованной слабой кислоты:

НА – ошибка = [НА],

[А^-]

где [НА] – концентрация не оттитрованной кислоты; [А^-] – концентрация оттитрованной кислоты.

Из выражения константы диссоциации слабой кислоты НА следует, что

[НА] = [Н⁺]

[А^-] К_НА

Поскольку [Н⁺] =10^-рТ и К = 10^-рК, то

НА – ошибка = [НА] = 10^-рТ = 10 ^{рК – рТ}

[А^-] 10^-рК

т.к. НА – ошибка ограничена значением 0,1%, следовательно, доля не оттитрованной кислоты составит 0,001 от общего количества кислоты, (т.е. от количества оттитрованной кислоты):

[НА] ≤ 10^-3

[А^-]

10 ^{рК – рТ} ≤ 10^-3

рК – рТ ≤ -3

рТ ≥ рК + 3

рТ ≥ 3,8 + 3

рТ ≥ 6,8

Таким образом, для титрования НСООН могут быть использованы индикаторы, у которых

рТ ≥ 6,8. Например, бромтимоловый синий, тимоловый синий.

т.к. рТ ˂ рН в точке эквивалентности, не до титрована НСООН, следовательно, возникает

∆НА – ошибка.

∆НА = 10 ^{рК – рТ} = 10^3.8-6,8 = 10^-3 = 0.001

1 + 0,001 – 100%

0,001 - 100%

х=0,001*100 = 0.09% ~ 0,1%

1,001

∆ОН^- - гидроксильная ошибка первого рода.

т.к. рТ > рН в точке эквивалентности, перетитрована НСООН, следовательно, возникает ∆ОН^- - ошибка.

10^-(14-10) * Vобщ = Vизб (КОН) * С(КОН)

Vизб (КОН) = 10^-(14-10) * Vобщ

С(КОН)

∆ОН^- = Vизб (КОН) = 10^-(14-10) * Vобщ

V (КОН) V (КОН) * С(КОН)

∆ОН^- = 10^-(14-10) * 18 *100% = 0,09% ~ 0,1%

0,25 * 8

Заключение

1. Определили качественный состав раствора при каждом этапе титрования (до точки эквивалентности, в точке эквивалентности, за точкой эквивалентности);

2. рассчитали рН в каждой точке титрования;

3. построили кривую титрования, определили (точку эквивалентности, линию эквивалентности, точку нейтральности, линию нейтральности и скачок титрования);

4. рассчитали ошибки с индикаторами:

а) не дотитровали муравьиную кислоту;

б) перетитровали муравьиную кислоту.

Список литературы

1. Башмаков А.С. Расчет кривых кислотно – основного и окислительно – восстановительного титрования. Кемерово: КемГМА, 2004, 50с

2. Васильев В.П. Аналитическая химия. В 2 ч. Ч. 1. Гравиметрический и титриметрический методы анализа. М.: Высшая школа, 1989, 320 с

3. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии.- М.: Химия, 1979. – 480с.