Приготовление 50 мл стандартного раствора натрия тетрабората

C(1/2 Na₂B₄O₇) = 0,1 моль/л

Раствор натрия тетрабората готовят по навеске с точно известной массой кристаллического натрия тетрабората Na₂B₄O₇ • 10 Н₂О.

Необходимую массу рассчитывают по формуле:

m (Na₂B₄O₇ • 10Н₂О) = C (1/2Na₂B₄O₇) • M (1/2Na₂B₄O₇ • 10Н₂О) • V_k (Na₂B₄O₇),

где С (1/2Na₂В₄О₇)    – молярная концентрация эквивалента натрия тетрабората, моль/л;

M (1/2Na₂B₄O₇ • 10Н₂О) – молярная масса эквивалента натрия тетрабората, г/моль, находят на основании уравнения реакции:

В₄О₇^2– + 5Н₂О + 2Н⁺ D 4Н₃ВО₃

V_k (Na₂B₄O₇) – объем приготавливаемого раствора натрия тетрабората, л.

Навеску с рассчитанной массой вначале взвешивают на аптечных весах, переносят в стеклянный бюкс, бюкс с навеской взвешивают на аналитических весах. Записывают результат взвешивания m₁. Содержимое бюкса через сухую воронку осторожно переносят в мерную колбу вместимостью 50 мл.

Бюкс с остатками соли вновь взвешивают на аналитических весах m₂. Точную массу навески соли, взятую для приготовления раствора, определяют по разности масс бюкса до и после его опорожнения m₁ – m₂. Воронку обмывают струей горячей воды из промывалки, после чего заполняют колбу водой до половины объемы. Содержимое колбы перемешивают вращательным движением до полного растворения буры, охлаждают до комнатной температуры и доливают водой до метки, (последние капли добавляют с помощью пипетки). Колбу закрывают пробкой и тщательно перемешивают раствор, переворачивая ее вверх дном 25 — 30 раз.

Концентрацию приготовленного раствора вычисляют по формулам:

или

На этикетке колбы обозначают содержимое, фамилию студента, номер группы.

Стандартизация раствора хлороводородной кислоты по тетраборату натрия

Сущность методики

Стандартизацию проводят путем титрования стандартного раствора натрия тетрабората раствором хлороводородной кислоты.

Приготовленный раствор натрия тетрабората имеет щелочную реакцию вследствие гидролиза

В₄О₇^2– + 7Н₂О D 2ОН^– + 4Н₃ВО₃

При титровании этого раствора соляной кислотой происходит связывание ионов ОН^– в молекулы воды. Суммарное уравнение имеет следующий вид:

В₄О₇^2– + 5Н₂О + 2Н⁺ D 4Н₃ВО₃

или Na₂B₄O₇ + 5Н₂О + 2HCI D 2NaCl + 4Н₃ВО₃

В т.э. в растворе находятся натрия хлорид и слабая борная кислота. Хлорид натрия не подвергается гидролизу, поэтому pH в т.э. определяет процесс ионизации борной кислоты. Из суммарного уравнения реакции следует, что на 1 моль натрия тетрабората образуется 4 моль борной кислоты. Поэтому молярная концентрация борной кислоты в т.э. с учетом разбавления раствора в 2 раза равна:

С (Н₃ВО₃) = 0,05 • 4/2 = 0,1 моль/л.

Следовательно, pH раствора в т.э. равен:

pH = 1/2 (pК_а + рС_а) = 1/2 (9,15 + 1,00) = 5,07

Из этого следует, что титрование необходимо проводить с кислотно-основными индикаторами, имеющими показатель титрования рТ, близкий к 5, т.е. с метиловым красным (рТ = 5), метиловым оранжевым (рТ = 4) или со смешанным индикатором (рТ = 4,1).

Методика

Титрование стандартного раствора натрия тетрабората