Олардың тұздарын титрлеу

Көппротонды қышқылдарды күшті негізбен титрлегенде титрлеу әртүрлі жолмен жүруі мүмкін: ол протонның санына және әр сатыға сәйкес қышқылдық константалар мәніне бай­ланысты. Екі негізді қышқылды (Н₂А) титрлегенде екі экви­валентті бөлігі жақсы көрінетін қисық алу үшін: 1) К_а(1) және К_а(2) мәндері шартқа сәйкес болуы керек; 2) Екі константаның бір-бірінен мына қатынасқа К_а(1):К_а(2) ≥1:10^-4 сәйкес болатындай айырмашылығы болуы керек.

0,100 М Н₃РО₄ ерітіндісін 0,100М NаОН ерітіндісімен титрлейік. Фосфор қышқылы үш негізді қышқыл: К_а(1)=1,1·10^-2; К_а(2)=2,0·10^-7; К_а(3)=3,6·10^-13.

Фосфор қышқылы екі сатыда титрленеді, өйткені үшінші титрлеуге сәйкес эквиваленттік бөлікті алу мүмкін емес, себебі К_а(3) мәні өте аз, сондықтан мына заңдылық сақталмайды, .

Фосфор қышқылының екінші және үшінші сатыда протонизациялану константаларының мәндері бірінші сатысына қарағанда өте аз болғандықтан бұл қышқылдың рН-ы бір негізді қышқылдың рН–ындай қорытылып шығарылады:

 

;

Бірінші эквивалентті нүктеге дейін ерітіндіде бос пен қоспасы жүреді. 10,0 мл 0,100 М Н₃РО₄ -ке 9,00 мл 0,100 М NаОН қоссақ, 1,00мл 0,100 М Н₃РО₄ реакцияласпай қалады, реакцияның нәтижесінде 9,00 мл 0,100 М NаН₂РО₄ пайда болады.

 

; , осыдан

 

[H₃PO₄]= – бос қалған фосфор қышқылының концентрациясы, пайда болған тұздың концентрациясы.

Бірінші эквивалентті нүктеде 1 моль фосфор қышқылы 1 моль NaOH –пен әрекеттеседі:

Пайда болған ионы амфолиттік қасиет көрсетеді:

 

(6.5)

(6.6)

 

Сондықтан (6.5) теңдік бойынша пайда болған Н₃О⁺ иондарының бір бөлігі (6.6) теңдігінен пайда болған ОН^- иондарымен әрекеттесуге кетеді де:

 

[H₃O⁺]+[ H₃PO₄]= [ ]

 

[H₃O⁺]= [ HPO₄^2-] – [ H₃PO₄] (6.7)

 

[HPO^2-₄] және [H₃PO₄] мәндерін табу үшін сатылай қышқылдық константаларын пайдаланады:

; (6.8)

(6.9)

 

(6.8) және (6.9) теңдіктердегі мәндерді (6.7) теңдігіне қойса:

;

Аса сұйытылмаған ерітінділерді титрлегенде бұдан ;

 

(6.10)

 

Екінші эквивалентті нүктеге дейін:

NaH₂PO₄ + NaOH → Na₂HPO₄+ Н₂О

Мысалы, ерітіндіге 19,00 мл 0,100 М NaOH қоссақ нәтижесінде 1,00 мл 0,100 М NaH₂PO₄ бос күйінде қалады да, 9,00 мл 0,100 М Na₂HPO₄ пайда болады, яғни және бөлшектерінің қоспасы жүреді.

 

 

; ;

 

;

 

;

Екінші эквивалентті нүктеде 1 моль H₃PO₄ 2 моль NaOH-пен әрекеттеседі:

 

H₃PO₄+2 NaOH → Na₂HPO₄+2 Н₂О

 

Бұл нүктедегі ерітіндінің рН (6.10) байланысындай анық­талады:

Келтірілген мәндерден мынандай қорытынды жасауға бола­ды:

1) фосфор қышқылы екі сатыда титрленеді:

2) 1 –сатысында: H₃PO₄ + OH^-→H₂PO^-₄ + Н₂О индикатор ретінде рТ мәні 4 – ке тең метилоранжды пайдалануға болады, ;

3) 2-ші сатысында H₃PO₄ + 2OH^-→HPO^2-₄ + 2Н₂О – рТ 9-ға тең фенолфталеинді пайдалануға болады, .

Көпнегізді әлсіз қышқылдар мен сілтілік металдардың тұздарының ерітіндісі әлсіз негіздік қасиет көрсетеді. Екі индикаторды пайдаланып көмір қышқылының натрийлі және калийлі тұздарын сатылай титрлеуге болады. Н₂СО₃ сатылай протонизацияланатын екі негізді қышқыл:

;

Алғашқыда 0,100 М Na₂СO₃ ерітіндісін алсақ:

 

 

Бірінші эквивалентті нүктеде: Na₂СO₃+HCl → NaHCO₃+NaCl

 

 

Екінші эквивалентті нүктеде: Na₂СO₃+2HCl → H₂CO₃+2NaCl

 

Егер Na₂СO₃ ерітіндісіне фенолфталеин қосса, ерітінді ашық – қызыл түске боялады. HCl ерітіндісімен титрлеп бірінші эквивалентті нүктеге жеткенде ерітінді түссізденеді. Егер осы ерітіндіге метилоранж қосса, ол сары түске боялады. Әрі қарай тұз қышқылын құйғанда NaHCO₃ түгел H₂CO₃- ке ауысып, ерітіндінің түсі сарыдан қызғылт түске ауысады.

Егер басынан Na₂СO₃ метилоранж қатысында титрленсе 1 моль Na₂СO₃ – ке 2 моль HCl жұмсалған болар еді: , ал фенолфталеин қатысында титрлегенде қышқылдың мөлшері екі есе аз кетеді: . Na₂СO₃ тұзының метилоранж және фенолфталеин қатысында әр түрлі сатыға дейін титрленуі NaОH пен Na₂СO₃, не Na₂СO₃ пен NaHCO₃ қоспаларын титрлеуге мүмкіндік береді.