1. Метод кислотно-основного взаимодействия (метод нейтрализации)
Метод нейтрализации основан на применении реакции нейтрализации. Основное уравнение процесса нейтрализации в водных растворах:
Н3О+ + ОН – ® 2Н20
или Н+ + ОН – ®Н2О
Методы нейтрализации позволяют количественно определять кислоты, основания и другие вещества, реагирующие в стехиометрических отношениях с кислотами и основаниями в водных растворах.
Пользуясь каким-либо титрованным раствором, содержащим ионы гид-роксония, можно титровать основания; титрованными растворами оснований титруют кислоты.
Техника определения состоит в том, что к определенному количеству раствора основания (или кислоты) постепенно приливают из бюретки титрованный раствор кислоты (или основания) до наступления точки эквивалентности. Количество основания (или кислоты), содержащееся в исследуемом растворе, вычисляют по объему титрованного раствора кислоты (или основания), израсходованного на нейтрализацию определенного объема раствора анализируемого образца или навески исследуемого продукта.
В качестве рабочих растворов в методе нейтрализации используют растворы кислот (главным образом, хлороводородной и серной) и щелочей (КОН и NaOH).
В методе кислотно-основного титрования встречаются следующие случаи титрования:
1.Сильная кислота титруется сильным основанием и наоборот.
2.Слабая кислота титруется сильным основанием.
3.Слабое основание титруется сильной кислотой.
В процессе титрования различают четыре этапа:
1)точку перед началом титрования;
2)титрование до точки эквивалентности;
3)точку эквивалентности;
4)титрование после точки эквивалентности.
В процессе кислотно-основного титрования изменяется концентрация ионов водорода в титруемом растворе. Это изменение можно представить графически в виде кривой титрования в координатах "объем стандартного раствора (см3) - рН титруемого раствора".
Для расчета кривой титрования нужно знать качественный состав раствора в титровальной колбе для каждого момента титрования и соответственно ему выбрать расчетное выражение.
Наиболее важный участок кривой титрования - участок вблизи точки эквивалентности, когда происходит изменение рН раствора. Это резкое изменение рН раствора называют скачком титрования. Скачок титрования наблюдается в пределах: оттитровано 99,9 % вещества - прибавлено 0,1 % избытка стандартного раствора. В точке эквивалентности может быть рН=7; рН > 7; рН < 7.
Если сила кислоты и основания одинакова, то в точке эквивалентности рН = 7, если сила кислоты меньше основания – рН > 7, если сила кислоты больше силы основания – рН < 7.
Для определения точки эквивалентности в методе нейтрализации применяют инструментальные методы и кислотно-основные индикаторы.
Индикаторы характеризуются константой диссоциации, интервалом перехода окраски и показателем титрования (рТ).
Правило выбора индикатора: желательно, чтобы показатель титрования индикатора был как можно ближе к значению рН раствора в титровальной колбе в точке эквивалентности, интервал перехода окраски индикатора находился бы внутри скачка титрования. Необходимо, чтобы интервал перехода окраски индикатора захватывал хотя бы часть скачка титрования.