Сущность метода нейтрализации

Автор: | Январь 3, 2011

В основе метода нейтрализации лежит реакция нейтра­лизации:

 

н+ + он- —>- н2о.

Метод нейтрализации применяется для количествен­ного определения кислот и щелочей. При помощи этого метода проводят также ряд других объемных опреде­лений, связанных с реакцией нейтрализации, например определение некоторых солей, образованных сильными основаниями и слабыми кислотами (Na2C03, Na2B407), или солей аммония.

При количественном определении кислот — алкали­метрия— рабочим раствором является раствор щелочи NaOH или КОН. Приготовить титрованный раствор щело­чи по навеске невозможно, так как щелочь не отвечает тре­бованиям, предъявляемым к веществам, из которых можно готовить раствор точной концентрации по точно взятой навеске. Кроме того, при самом тщательном хра­нении растворы щелочей довольно быстро меняют свой титр, поэтому титр этих рабочих растворов устанавли­вают. Исходным веществом для установления титра ра­бочего раствора щелочи может служить щавелевая кис­лота Н2С204-2Н20 или янтарная кислота Н2С4Н4О4. Часто в лабораторной практике в качестве исходного

раствора употребляют 0,1 н. раствор кислоты, приго­товленный из фиксанала.

При количественном определении щелочи — ациди-метрии— рабочим раствором является раствор сильной кислоты (обычно НС1 или H2S04J. Приготовить титро­ванный раствор кислоты исходя из концентрированной кислоты невозможно. Как бы точно мы ни взяли на­веску концентрированной кислоты, мы не будем знать истинного ее количества, так как серная кислота гигро­скопична, а концентрированная соляная кислота выде­ляет хлористый водород. Поэтому титр рабочих раство­ров кислот устанавливают. Исходным веществом для установки титра раствора кислоты служит бура Na2B40r- 10Н2О или химически чистая сода Na2C03. В некоторых случаях рабочий раствор кислоты готовят из фиксанала. Титр раствора кислот не меняется до­вольно продолжительное время.

Метод нейтрализации применяется в. клинических лабораториях для определения кислотности желудочно­го сока. В санитарно-гигиенических лабораториях метод нейтрализации находит самое широкое применение. При помощи этого метода определяют карбонатную жест­кость воды, кислотность молочных продуктов, квашеной капусты и безалкогольных напитков.

Если титровать раствор любой кислоты раствором щелочи, происходит связывание ионов Н+ кислоты ионами ОН и концентрация ионов Н+ постепенно уменьшается, а рН раствора возрастает (см. § 18). При определенном значении рН достигается точка эквива­лентности и титрование должно быть закончено. При титровании раствора щелочи раствором кислоты свя­зываются ионы ОН~, концентрация их в растворе умень­шается, а концентрация ионов Н+ увеличивается и рН раствора уменьшается. Однако величина рН в точке эк­вивалентности не во всех случаях имеет одно и то же значение, она зависит от природы реагирующей кисло­ты и основания.

При нейтрализации   сильной кислоты силь­ным   основанием

НС1 + NaOH = NaCl + Н20

образуется только один слабый электролит — вода. Ре­акция практически доходит до конца. Образующаяся при реакции соль гидролизу не подвергается, и раствор

2Р2

имеет нейтральную реакцию (рН 7,0). Следовательно, при титровании сильной кислоты сильной щелочью и наоборот в точке эквивалентности среда раствора нейт­ральна, рН раствора равен 7,0.

Если титровать сильной — щелочью слабую кислоту, например, уксусную

CH3COOH + NaOH =s=fc CH3COONa-f Н20,

в точке эквивалентности будет присутствовать соль CH3COONa, подвергающаяся гидролизу:

CH3COONa + Н20 ?f СН3СООН + NaOH.

Следовательно, протекающая в данном случае при тит­ровании реакция обратима и не пойдет до конца. В точке эквивалентности в растворе присутствуют свобод­ные СНзСООН и NaOH. Слабая уксусная кислота бу­дет находиться в растворе в основном в виде недиссо-циированных молекул, а едкий натр будет диссоцииро­ван почти полностью. Концентрация ионов ОН пре­высит концентрацию ионов Н+ и титрование закончится при рН>7,0. При титровании слабых оснований сильными  кислотами, например

NH4OH + НС1 т—*■ NH4CI + н2о,

образующаяся соль подвергается гидролизу. Реакция нейтрализации обратима, и в точке эквивалентности концентрация ионов Н+ превысит концентрацию ионов ОН~. Титрование будет заканчиваться при рН<7,0.

Таким образом, при методе нейтрализации точка эквивалентности совпадает с точкой нейтральности лишь при взаимодействии сильной кислоты с сильным основанием. При титровании необходимо установить точку эквивалентности, а не нейтральности и, следова­тельно, титрование в разных случаях приходится за­канчивать при различных значениях рН.