Метод: кислотно–основное титрование

Кислотно–основное титрование

– метод определения кислот, оснований, солей, основанный на реакции взаимодействия между протолитами – кислотой НА и основанием В:

НА + В = А⁺ + НВ^—               

В зависимости от растворителя КОТ бывает: 1. титрование в водной среде; 2. титрование кислот и оснований в среде органического растворителя (безводного спирта).

В зависимости от типа титранта:
1. ацидиметрия – метод определения веществ, обладающих основными свойствами, путём титрования стандартным раствором сильной кислоты.

2. алкалиметрия – метод определения веществ, обладающих кислотными свойствами, путём титрования стандартным раствором сильного основания.
Поскольку исследуемый объект – кислота, то воспользуемся методом алкалиметрического титрования. Метод использовать можно, так как константа ионизации слабой аскорбиновой кислоты по первой ступени К^а = 9,1^. 10^-5 (должно быть больше или равно 5^.10^-8).

NaOH не может быть первичным стандартом (легко поглощает влагу из воздуха, реагируют с диоксидом углерода и покрываются слоем карбоната натрия), поэтому приготовить стандартные растворы щёлочи по их навеске нельзя. Сначала готовят раствор приблизительно нужной концентрации, а потом устанавливают точную концентрацию щёлочи с помощью первичного стандарта.

Методика определения:

1. Приготовление раствора NaOH с приблизительной концентрацией 0,1 моль-экв/л растворением твердой щелочи.
Отвешивают на технических весах навеску NaOH (масса навески должна превышать теоретически рассчитанную в 1,3-2 раза), переносят в стакан, быстро ополаскивают двумя порциями по 10-20 мл дисдиллированной воды, которую выбрасывают. Оставшийся гидроксид натрия растворяют в воде и доводят объём раствора до 300 мл.

2. Приготовление раствора NaOH с концентрацией, близкой к 0,1 моль-экв/л разбавлением концентрированного раствора.
Используют насыщенный раствор NaOH, предварительно отфильтрованный от примесей карбоната натрия. Плотность насыщенного раствора указывается на этикетке. Концентрацию концентрированного раствора гидроксида находят по справочной таблице с учётом его плотности.
Объём этого раствора рассчитывают из формулы :
(С ^. V) _разб. = (С ^. V) _конц.

Мерным цилиндром на 25 мл отмеривают расчётное количество раствора NaOH и помещают его в коническую колбу вместимостью 2 л. В колбу вливают 500 мл воды и перемешивают раствор. Затем раствор доводят водой до 2 л, закрывают пробкой и тщательно перемешивают.

3. Приготовление стандартного раствора 0,1000 моль-экв/л хлороводородной кислоты из фиксанала.
Фиксанал HCl представляет собой запаянную стеклянную ампулу, содержащую определенный объём раствора НCl , необходимый для приготовления 1000,0 мл 0,1000 моль-экв/л раствора. В горло мерной колбы вставляют воронку, в неё помещают боёк, с помощью которого прокалывают тонкостенное дно ампулы. Затем с помощью второго бойка пробивают стенку ампулы в небольшом углублении в верхней её части. Через образовавшееся отверстие обмывают внутреннюю поверхность ампулы струёй дистиллированной воды из промывалки. Воронку многократно ополаскивают водой и удаляют из колбы. Полученный раствор доводят водой до метки и тщательно перемешивают.

4.Стандартизация раствора NaOH по стандартному раствору HCl .
4.1.Метод пипетирования.

Стандартный 0,1 моль/л раствор HCl титруют раствором NaOH. Скачок на кривой титрования составляет 6 единиц pH (4-10), поэтому конечную точку титрования можно фиксировать с любым индикатором имеющим pT от 4 до 10.
Бюретку заполняют приготовленным 0,1 моль-экв /л раствором NaOH. Колбу для титрования отбирают пипеткой 10,0 мл раствора 0,1000 моль-экв/л HCl, добавляют 1-2 капли фенолфталеина и титруют из бюретки раствором гидроксида натрия до изменения окраски раствора из бесцветной  в слабо-розовую. Записывают объём раствора NaOH, пошедшего на титрование. Титрование повторяют не менее 3-4 раз до получения воспроизводимых результатов ( допустимое расхождение – 0,1 мл). По результатам титрования рассчитывают точную молярную концентрацию эквивалента и титр раствора NaOH и титр раствора NaOH по аскорбиновой кислоте.
С_{э (NaOH)}  = (C_э ^. V) _HCl  / V_NaOH
Т _{NaOH/ аск.к-те} = ( Сэ(NaOH)М(1/z аск.к-ты) ) / 1000
М _{аск.к-ты}  = М (1/z _{аск.к-ты}) = 176,10 г/моль

4.2. Метод отдельных навесок (по янтарной кислоте).
Находим фактическую массу навески янтарной кислоты.
m _{факт.янт.к-ты} = ( Сэ V(NaOH)М(1/z янт.к-ты) ) / 1000
На аналитических весах взвешиваем две навески янтарной кислоты, близкие к фактической. После титрования находим молярную концентрацию эквивалента NaOH  (два значения):
N = (1000m) / VM(1/z янт.к-ты)

5.Определение содержания аскорбиновой кислоты в препарате.
5.1. Расчет величины навески препарата.
Вычисляем величину навески препарата аскорбиновой кислоты для приготовления 50,0 мл раствора из расчёта, что на титрование 10,0 мл этого раствора должно пойти около 5 мл раствора NaOH:
m _{аск.к-ты}  = V_NaOH ^. Т_{NaOH/аск.к-ты}  ^. ( V _р-ра / V_аликв.)

5.2. Методика титрования.
Точную навеску препарата аскорбиновой кислоты растворяем в дистиллированной воде в мерной колбе на 50,0 мл, доводим до метки водой и тщательно перемешиваем.

С помощью пипетки переносим 10,0 мл раствора в коническую колбу, добавляем 10,0 мл дистиллированной воды, 1-2 капли фенолфталеина и титруем стандартным раствором NaOH  до появления розового окрашивания. Записываем объём раствора NaOH, пошедший на титрование кислоты. Титрование повторяем 3-4 раза до получения воспроизводимых результатов.

Построение  кривой титрования:

H₂C₆H₆O₆ + NaOH → NaHC₆H₆O₆ + H₂O
H₂C₆H₆O₆ + 2NaOH → Na₂C₆H₆O₆ + 2H₂O
V_NaOH =V_{аск.к-ты}  = 10,0 мл
C_{аск.к-ты} = 0,1 М
С_NaOH = 0,1 н

Ind: феноловый красный

рТ = 7,5 , интервал перехода рН = 6,8 – 8,4 ,окраска индикатора желтая -красная, недотитрованная  слабая кислота

Δ НА = 10 ^рК-рТ / 1+ 10 ^рК-рТ  х 100% = — 0,035%

фенолфталеин (2 капли), рТ = 9,0 , интервал перехода рН = 8,2 – 10,0, окраска индикатора нет – пурпурная, перетитрованная слабая кислота.

ΔOH^— = 10 ^рТ-14V₂ / CV₁  · 100% = 0,02%