Кислотно – основное титрование.

В основе кислотно-основного метода лежит реакция нейтрализации:

Н⁺ + ОНˉ ↔ Н₂ 0

Этот метод применяется для количественного определения кислот и щелочей. При помощи метода нейтрализации проводят также ряд других титриметрических определений, связанных с реакцией нейтрализации, например определение некоторых солей, образованных сильными основаниями и слабыми кислотами (Na₂CO₃, Na₂B₄O₇), или солей аммония.

При количественном определении кислот — алкалиметрии —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 установки титра рабочего раствора щелочи может служить щавелевая кислота Н₂С₂О₄ ·2Н₂О или янтарная кислота Н С Н О. Часто в лабораторной практике в качестве исходного раствора употребляют 0,1 н. раствор кислоты, приготовленный из фиксанала.

При количественном определении щелочи— ацидиметрии —рабочим раствором является раствор сильной кислоты (обычно НСl или H₂SO₄). Приготовить титрованный раствор кислоты, исходя из концентрированной кислоты, невозможно. Как бы точно мы не взяли навеску концентрированной кислоты, мы не будем знать истинного ее количества, так как серная кислота гигроскопична, а концентрированная хлороводородная кислота выделяет хлороводород. Поэтому титр рабочих растворов кислот устанавливают. Исходным веществом для установки титра раствора кислоты служит бура Na₂В₄О₄ · 10Н₂О или х. ч. Сода Na₂CO₃. В некоторых случаях рабочий раствор кислоты готовят из фиксанала.

Титр раствора кислот не меняется довольно продолжительное время.

Кислотно-основной метод 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.

В фармацевтическом анализе кислотно-основной метод применяют для определения концентрации хлороводородной кислоты, количества гидрокарбоната, борной кислоты и др.

Если титровать раствор любой кислоты раствором щелочи, происходит связывание ионов Н⁺ кислоты ионами ОН¯ и концентрация ионов Н⁺ постепенно уменьшается, а рН раствора возрастает.

При определенном значении рН достигается точка эквивалентности и титрование должно быть закончено. При титровании раствора щелочи раствором кислоты связываются ионы ОН¯, и концентрация их в растворе уменьшается, а концентрация ионов Н+ увеличивается и рН раствора уменьшается. Однако значение рН в точке эквивалентности не во всех случаях имеет одно и то же значение, оно зависит от природы реагирующей кислоты и основания.

При нейтрализации сильной кислоты сильным основанием:

HCI + NaOH → NaCI + Н₂О

образуется только один слабый электролит—вода. Реакция практически доходит до конца. Образующаяся при реакции соль гидролизу не подвергается и имеет нейтральную реакцию (рН = 7,0). Следовательно, при титровании сильной кислоты щелочью и, наоборот, в точке эквивалентности среда раствора нейтральна, рН раствора равен 7,0.

Если вместо сильной кислоты титровать щелочью слабую кислоту, например уксусную, то происходит ре­акция:

СН₃СООН + NaOH ⇆ CH₃COONa + Н₂О

В растворе в точке эквивалентности будет присутствовать соль СНзСООNa, подвергающаяся гидролизу:

СН₃СООNa+ Н₂O ⇆ СН₃СООН + NaOH

Следовательно, протекающая в данном случае при титровании реакция обратима и не будет доходить до конца. В точке эквивалентности в растворе будут присутствовать СН₃СООН и NaOH. Слабая уксусная кислота находится в растворе в основном в виде недиссоциированных молекул, а NaOH диссоциирован почти полностью. Концентрация ионов ОН превышает кон­центрацию ионов Н⁺ и титрование будет заканчиваться при рН>7,0.

При титровании слабых оснований сильными кислотами, например

NH₄OH + НСl⇆ NH₄Cl + H₂O

образующаяся соль подвергается гидролизу. Реакция нейтрализации будет 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 нейтрализации 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 рН. Если вещество не растворяется в воде или разлагается водой, т. Е. не может быть оттитровано в водном растворе, кислотно-основное титрование может применяться также в неводных растворах.