Аналитическая химия

Работа 2. Стандартизация раствора гидроксида натрия по соляной кислоте

Благодаря большому скачку рН на кривой титрования и тому, что точка эквивалентности соответствует рН = 7, сильные кислоты можно титровать сильными основаниями с индикаторами, значения рТ которых лежит как при рН < 7, так и при рН > 7.

Реагенты
Соляная кислота, HCl, 0,1000 М стандартный раствор.
Гидроксид натрия, NaOH, 0,1 М раствор.
Индикаторы: метиловый оранжевый, 0,1%-ный водный раствор; фенолфталеин, 0,1%-ный раствор в 60 %-ном этаноле.
Выполнение определения
1. Титрование с метиловым оранжевым. В тщательно вымытую и затем ополоснутую раствором NaOH, в бюретку наливают раствор NaOH и закрывают бюретку трубкой с натронной известью. Ополоснув пипетку раствором HCl, отбирают пипеткой 10,00 мл этого раствора и переносят в коническую колбу для титрования вместимостью 100 мл, добавляют мерным цилиндром 20 мл дистиллированной воды, 1 каплю метилового оранжевого и титруют раствором гидроксида натрия до изменения окраски раствора из красной через оранжевую в чисто-желтую. Титруют не менее трех раз. Результаты трех титрований должны отличаться друг от друга не более, чем на 0,1 мл.
2. Титрование с фенолфталеином. В колбу для титрования помещают пипеткой 10,00 мл стандартного раствора HCl, 2–3 капли фенолфталеина и титруют раствором гидроксида натрия до бледно-розовой окраски, устойчивой в течение 30 секунд. Титровать нужно по возможности быстро, раствор не следует перемешивать слишком интенсивно во избежание поглощения раствором СО₂ из воздуха.


Работа 3. Определение карбонат- и гидрокарбонат-ионов или карбонат-ионов
и щелочи при совместном присутствии

Карбонат-ион является двухосновным основанием с константами основности, равными К_В,1=2,1·10^–4 и К_В,2=2,2·10^–8. Поскольку отношение К_В,1: К_В,2 =10⁴, то на кривой титрования карбонат-ионов кислотой наблюдаются два отчетливых скачка титрования; первая точка эквивалентности (рН = 8,34) – карбонат-ионы переходят в гидрокарбонат-ионы; вторая (рН = 4,25) – гидрокарбонат-ионы переходят в угольную кислоту.

Если титровать смесь ионов СО₃^2– и НСО₃^– раствором HCl с фенолфталеином (рТ = 9,0) до обесцвечивания (V₁), то ион СО₃^2- будет оттитрован до НСО₃^-. Тогда
с(СО₃^2-) = .
В оттитрованный по фенолфталеину раствор добавляют метиловый оранжевый (рТ = 4,0) и продолжают титровать кислотой (V₂) до изменения окраски раствора из желтой в оранжевую. В этом случае оттитровывают все ионы НСО₃^-, присутствующие изначально в смеси и образовавшиеся из СО₃^2-. Тогда
с(НСО₃^–) = .
Можно титровать отдельные аликвоты, применяя соответственно индикаторы: фенолфталеин (V₁) и метиловый оранжевый (V₃). Тогда
с(НСО₃^–) = .
Аналогично можно оттитровать и смесь NaOH и Na₂CO₃. По фенолфталеину (V₁) оттитровывают всю щелочь и Na₂CO₃ до NaHCO₃, а по метиловому оранжевому (V₂) – NaHCO₃ до Н₂СО₃. Тогда объем раствора HCl, использованный на титрование Na₂CO₃ будет равен 2V₂ ,а затраченный на титрование NaOH равен V₁ – V₂.
Реагенты
Соляная кислота, HCl, 0,1000 М стандартный раствор.
Индикаторы: метиловый оранжевый, 0,1 %-ный водный раствор; фенолфталеин, 0,1 %-ный раствор в 60 %-ном этаноле.
Анализируемые смеси.
Выполнение определения
1. Определение карбонат-ионов. Раствор смеси СО₃^2– и НСО₃^– в мерной колбе вместимостью 50,0 мл разбавляют водой до метки и хорошо перемешивают. Пипеткой отбирают 10,00 мл раствора в коническую колбу для титрования вместимостью 200-250 мл, прибавляют 20 мл воды, 5 капель фенолфталеина и титруют из бюретки раствором HCl до обесцвечивания от одной капли титранта. Измеряют объем HCl (V₁). Раствор не выливают, а используют для определения гидрокарбонатов-ионов.
2. Определение гидрокарбонат-ионов. В оттитрованный по фенолфталеину раствор вводят 2 капли метилового оранжевого и титруют раствором HCl до изменения окраски из чисто-желтой в оранжевую. Измеряют объем HCl (V₂).
Содержание ионов (г) рассчитывают по формулам
; ,
где 60,0 и 61,0 – молярные массы эквивалента СО₃^2- и НСО₃^- соответственно; V – объем мерной колбы с анализируемым раствором.