1. Нейтрализация сильной кислоты сильным основа­нием.

Автор: | Январь 3, 2011

Предположим, мы титруем 0,1 н. раствор НС1 0,1 н. раствором NaOH. В разбавленных растворах силь­ные основания и сильные кислоты можно считать пол­ностью диссоциированными на ионы и концентрацию ио­нов Н+ принять численно равной общей концентрации кислоты. Таким образом, до начала нейтрализации взя­тый 0,1 н. раствор сильной кислоты будет иметь [Н+] = =0,1 = 10-‘ и рН=1.

 

Предположим, что мы нейтрализовали 90% кислоты, т. е. осталось 10% ее первоначального количества.Сле­довательно, количество кислоты уменьшилось в 10 раз. Для упрощения вычисления мы пренебрегаем увеличе­нием общего объема раствора, так как допущенная при этом погрешность в вычислении рН будет настолько мала, что это не отразится на общем характере кривой нейтрализации.

При уменьшении общей концентрации кислоты в 10 раз во столько же раз уменьшится концентрация ионов Н+: [Н+]=0,01 = 10-2, рН 2,0.

Допустим далее, что мы нейтрализовали 99%.Вэтом случае общая концентрация кислоты уменьшится в 100 раз по сравнению с первоначальной концентрацией, следовательно [Н+] =0,001 = 10~3, рН 3,0. Продолжая нейтрализацию, мы нейтрализуем 99,9% кислоты. В этом

случае [Н+] =0,0001 = 10~4, рН 4,0. Когда же будет нейтрализована вся НС1 (100%), в растворе будет содержаться только соль NaCl, не подвергающаяся гидролизу, концентрация ионов [Н+] и [ОН-] будет одинаковой и рН раствора будет равен 7,0. Точка эквивалентности совпадет с точкой нейтральности.

Если мы будем продолжать приливать щелочь к этому титруемому раствору, то концентрация ионов ОН~ будет увеличиваться в таком же порядке, как шло уменьшение концентрации ионов Н+. При добавлении 1% избытка щелочи [ОН~] = 10-3, a [H+j^lO^11, рН 11,0 и т. д. При добавлении 10% избытка едкого натра [ОН-] = 10-2, [Н+] = 10-12 и рН 12,0.

Если добавить 100% избыток щелочи, то концентрация NaOH в растворе будет 0,1 н., а концентрация ионов ОН-=10-1; [Н+] = 10-14: 10-‘ = 10-13, рН 13,0 (табл.).

 

 

Ход нейтрализации

[нЧ

РН

Примечание

Нейтрализовано кислоты,

 

 

 

%

 

 

 

0

ю-1

1

 

90,0

Ю-2

2

 

99,0

ю-3

3

 

99,9

ю-4

4

 

100,0

10-7-

7

Эквивалентное   коли-

 

 

 

чество   кислоты   и

 

 

 

щелочи.      Раствор

Прибавлен избыток ще-

 

 

нейтральный

 

 

лочи, %

 

 

 

0,1

10

10

 

Изменение рН раствора от количества прибавленного раствора при титровании можно выразить графически (рис. 33). В данном случае на кривой точка эквивалентности Кривая нейтрализации  совпадает с точкой нейтральности, т. е. лежит при рН 7,0. Следует заметить, что в начале титрования рН раствора изменяется медленно; вконце титрования происходит резкий скачок рН; пос­ле эквивалентной точ­ки рН снова изменяет­ся медленно. Таким об­разом, при нейтрализа­ции 99,9% кислоты рН изменяется всего на 3 единицы (от 1,0 до 4,0), а переход от 0,1 % избытка кислоты к 0,1% избытка щелочи изменяет рН раствора на 6 единиц (от 4,0 до 10,0). В конце титрова­ния 1—2 капли щелочи понижают концентрацию ионов Н+ в растворе от Ю-4 до Ю»10, т. е. в 1 000 000 раз. Такое резкое изменение величины рН вблизи эквивалентной точки, т. е. в конце титрования, называется скачком тит­рования.