21.18: Розрахунки титрування

Виготовлення мила вимагає виконання ряду хімічних прийомів. Однією з необхідних відомостей є номер омилення. Це кількість основи, необхідної для гідролізу певної кількості жиру для отримання вільних жирних кислот, які є невід'ємною частиною кінцевого продукту. Жир нагрівають з відомою кількістю основи (зазвичай$\ce{NaOH}$ або$\ce{KOH}$). Після завершення гідролізу залишки підстави титрують, щоб визначити, скільки було потрібно для гідролізу жирової проби.

Розрахунки титрування

У точці еквівалентності в нейтралізації молі кислоти дорівнюють молям основи.

$$\text{moles acid} = \text{moles base}\nonumber$$

Нагадаємо, що$\left( \text{M} \right)$ молярність розчину визначається як молі розчиненої речовини, розділені на літри розчину$\left( \text{L} \right)$. Отже, молі розчиненого речовини дорівнюють молярності розчину, помноженому на обсяг в літрах.

$$\text{moles solute} = \text{M} \times \text{L}\nonumber$$

Потім ми можемо встановити родимки кислоти рівні родимок основи.

$$\text{M}_A \times \text{V}_A = \text{M}_B \times \text{V}_B\nonumber$$

$\text{M}_A$це молярність кислоти, в$\text{M}_B$ той час як - молярність основи. $\text{V}_A$і$\text{V}_B$ є обсягами кислоти і основи відповідно.

Припустимо, що титрування виконується і потрібно досягти$20.70 \: \text{mL}$ кінцевої$0.500 \: \text{M} \: \ce{NaOH}$ точки при титруванні проти$15.00 \: \text{mL}$ невідомої концентрації.$\ce{HCl}$ Вищевказане рівняння може бути використано для вирішення молярності кислоти.

$$\text{M}_A = \frac{\text{M}_B \times \text{V}_B}{\text{V}_A} = \frac{0.500 \: \text{M} \times 20.70 \: \text{mL}}{15.00 \: \text{mL}} = 0.690 \: \text{M}\nonumber$$

Більш висока молярність кислоти в порівнянні з підставою в цьому випадку означає, що для досягнення точки еквівалентності потрібно менший обсяг кислоти.

Вищевказане рівняння працює тільки для нейтралізацій, в яких між кислотою і основою існує співвідношення 1:1. Приклад нижче демонструє методику вирішення проблеми титрування для титрування сірчаної кислоти гідроксидом натрію.

Приклад$\PageIndex{1}$

При титруванні сірчаної кислоти проти гідроксиду натрію,$32.20 \: \text{mL}$ його потрібно$26.60 \: \text{mL}$ нейтралізувати$\ce{H_2SO_4}$.$0.250 \: \text{M} \: \ce{NaOH}$ Обчисліть молярність сірчаної кислоти.

$$\ce{H_2SO_4} \left( aq \right) + 2 \ce{NaOH} \left( aq \right) \rightarrow \ce{Na_2SO_4} \left( aq \right) + 2 \ce{H_2O} \left( l \right)\nonumber$$

Рішення

Крок 1: Перерахуйте відомі значення та плануйте проблему.

• Молярність$\ce{NaOH} = 0.250 \: \text{M}$
• Обсяг$\ce{NaOH} = 32.20 \: \text{mL}$
• Обсяг$\ce{H_2SO_4} = 26.60 \: \text{mL}$

Невідомий

Спочатку визначають родимки$\ce{NaOH}$ в реакції. З кротового співвідношення розрахуйте родимки,$\ce{H_2SO_4}$ які відреагували. Нарешті, розділіть родимки$\ce{H_2SO_4}$ на його обсяг, щоб отримати молярність.

Крок 2: Вирішіть.

$$\begin{align*} &\text{mol} \: \ce{NaOH} = \text{M} \times \text{L} = 0.250 \: \text{M} \times 0.03220 \: \text{L} = 8.05 \times 10^{-3} \: \text{mol} \: \ce{NaOH} \\ &8.05 \times 10^{-3} \: \text{mol} \: \ce{NaOH} \times \frac{1 \: \text{mol} \: \ce{H_2SO_4}}{2 \: \text{mol} \: \ce{NaOH}} = 4.03 \times 10^{-3} \: \text{mol} \: \ce{H_2SO_4} \\ &\frac{4.03 \times 10^{-3} \: \text{mol} \: \ce{H_2SO_4}}{0.02660 \: \text{L}} = 0.151 \: \text{M} \: \ce{H_2SO_4} \end{align*}\nonumber$$

Крок 3: Подумайте про свій результат.

Обсяг$\ce{H_2SO_4}$ необхідного менше обсягу$\ce{NaOH}$ через двох іонів водню, внесених кожною молекулою.

Резюме

• Описано та проілюстровано процес розрахунку концентрації за даними титрування.