Титрование смеси кислоты и соли

Смесь: H₂SO₄ + CuSO₄

Первый участок титрования: H₂SO₄ + 2NaOH

V₁ – объем пошедший на титрование H₂SO₄

H₃O⁺+SO₄^2-+2Na⁺+2OH^-=2Na⁺+SO₄^2-+2H₂O

Второй участок титрования: CuSO₄+2NaOH→Cu(OH)₂+2Na⁺+SO₄^2-

Электропроводность практически не меняется, т.к. ионы (Cu²⁺+SO₄^2-) заменяются на (2Na⁺+SO₄^2-).

Третий участок титрования: накопление гидроксид ионов, электропроводность возрастает.

Кондуктометрическое титрование широко применяется при титровании мутных и окрашенных растворов, где обычным объемным методом титрования сложно по изменению окраски в присутствии индикаторов определить точку эквивалентности, а также для титрования многокомпонентных смесей.

Кислотно-основная теория Бренстеда

Теория Аррениуса широко применяется к трактовке различных кислотно-основных равновесий или протолитических равновесий. Согласно этой теории кислотой (НА) является соединение, диссоциирующее на протоны Н⁺ и кислотный остаток:

НА ⇆ Н⁺ + А⁻,

а основанием является соединение, диссоциирующее на катионы металла и ионы гидроксила:

ВОН ⇆ В⁺ + ОН^-

Более широкую практику кислотно-основных равновесий дает теория Бренстеда. Согласно этой теории кислота – донор протона, основание − акцептор протона. При протолитическом равновесии образуются кислотно-основные пары.

Например, в реакции (диссоциация)

HCI + H₂O ⇆ H₃O⁺ + CI^-

молекула HCI – кислота, H₂O – основание.

В определенных условиях ион Н₃О⁺ может отдать CI^- - иону протон. В этом случае H₃O⁺ - кислота, а ион CI^- - основание, сопряженное с HCI.

Н₃О⁺ + CI^- → HCI + H₂O

Одно и тоже вещество в определенных условиях может проявлять кислотные или основные свойства.

Например, уксусная кислота является кислотой по отношению к воде и основанием по отношению к более сильной серной кислоте, принимая от нее протон.

Диссоциация воды. Ионное произведение воды

Вода – это довольно слабый электролит. Рассмотрим диссоциацию воды:

Н₂О + Н₂О ⇆ Н₃О⁺ + ОН^-

                                     С₀−х   х       х

                                     С₀(1-α) С₀ α   С₀ α

                                 (1.45)

                                       (1.46)

                                (1.47)

По уравнению Дебая – Хюккеля

С→0; Ионная сила воды , т.е. , таким образом К_д определяется концентрацией Н₂О.

                          (1.48)

− это ионное произведение воды.

Константа диссоциации Н₂О при 18°С = 1,1∙10^-16

К_w – безразмерная величина.

Расчет : 1л Н₂О (ρ =999 кг/м³)

Ионное произведение Н₂О зависит от температуры, т.к. сильно изменяется диэлектрическая проницаемость воды.

Зависимость ионного произведения воды от температуры

К_w²⁵=1∙10^-14             [в шкале моль/л]

К_w²⁵=1∙10^-8     [в шкале моль/м³]

В чистой воде  моль/л

Зоренсоном был введен водородный показатель рН как

                                           (1.49)

От значений К_w рассчитывается шкала рН.

рН=7 – нейтральная среда

рН<7;  – кислая среда

рН>7;  – щелочная среда

Несмотря на использование системы СИ при определении рН используется концентрация в [моль/л].

РАЗДЕЛ 2. ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ