Определение концентрации раствора слабой кислоты и ее константы диссоциации

Для того чтобы определить концентрацию уксусной кислоты к ее раствору приливают малыми порциями раствор гидроксида натрия с известной концентрацией и после каждого приливания титранта измеряют значение рН. При титровании раствора уксусной кислоты щелочью протекает реакция:

CH₃COOH + OH^- = H₂O + CH₃COO^-

Окончанию реакции соответствует появление резкого изменения рН раствора (скачка титрования), что проявляется в виде почти вертикальной линии при построении кривой потенциометрического титрования. Кривая потенциометрического титрования выражает графическую зависимость рН раствора от объема приливаемой щелочи. Из середины скачка титрования

(эквивалентная точка) опускают перпендикуляр на ось абсцисс и получают эквивалентный объем титранта.

Из соотношения V(NaOH) * C(NaOH) = V(CH₃COOH) * C(CH₃COOH) определяют концентрацию уксусной кислоты в растворе.

Для определения К_дис. по кривой потенциометрического титрования находят рН раствора, соответствующий добавлению к раствору уксусной кислоты половины эквивалентного объема гидроксида натрия. Для более точного определения К_дис. к раствору уксусной кислоты добавляют половину эквивалентного объема титранта и измеряют значение рН. Поскольку в этом случае кислота нейтрализована на 50%, то концентрация кислоты равна концентрации соли, т.е.

С(СH₃COOH) = C (CH₃COO^-)

К_дис.= [CH₃COO^-] [H⁺],

[CH₃COOH]

Тогда из уравнения следует, что К_дис.= [H⁺], а рН = рК (рК = -1gK)

Задание 1. Определить концентрацию уксусной кислоты в растворе.

В стакан для титрования с помощью мерного цилиндра на 25 мл отмеряют 20 мл раствора уксусной кислоты. Опускают в раствор стеклянный и хлорсеребряный электроды и измеряют исходное значение рН.

Измерив исходное значение рН раствора уксусной кислоты, титруют раствор кислоты, добавляя щелочь из бюретки порциями, объем которых указан в таблице. После добавления каждой порции титранта, раствор тщательно перемешивают круговыми движениями (или с помощью мешалки) и измеряют величину рН. Результаты измерений записывают в таблицу. По данным таблицы строят кривую потенциометрического титрования (рис.) По кривой потенциометрического титрования определяют эквивалентный объем щелочи, пошедшей на титрование кислоты, опуская из середины скачка титрования перпендикуляр на ось абсцисс. Концентрацию кислоты рассчитывают по формуле:

С (СH₃COOH) = C (NaOH) * V (NaOH),

V (CH₃COOH)

где C (NaOH) – концентрация щелочи, моль/л

V (NaOH) - эквивалентный объем щелочи

V (CH₃COOH) – объем взятой кислоты

Таблица

Рис. Кривая потенциометрического титрования уксусной кислоты гидроксидом натрия

Задание 2. Определить константу диссоциации уксусной кислоты

В стакан с помощью мерного цилиндра на 25 мл отмеряют 20 мл раствора уксусной кислоты и приливают из бюретки половину объема титранта гидроксида натрия, пошедшего на титрование в первом задании для достижения эквивалентной точки. Опускают электроды в раствор и измеряют рК рассчитывают константу диссоциации, пользуясь таблицей антилогарифмов или по пересчетной таблице показателя рН на [H⁺].