8.7: Титрування - Нейтралізація і стехіометрія

Last updated
Save as PDF

Page ID: 18178

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Одним із стандартних лабораторних вправ із загальної хімії є кислотно-лужне титрування. Для того щоб виконати кислотно-лужне титрування, необхідно мати розчин кислоти або основи з відомою концентрацією. Потім ви повільно додаєте відомий обсяг цього розчину, використовуючи об'ємну бюретку, до кислотного або базового розчину з невідомою концентрацією, поки не буде досягнуто нейтральності. У цей момент ви знаєте обсяг і концентрацію доданого реагенту, а це означає, що ви можете обчислити кількість родимок, які ви додали. Виходячи зі стехіометрії вашої реакції нейтралізації, ви тоді знаєте, скільки родимок кислоти або основи було в невідомому зразку. Як дізнатися, коли ви досягли нейтралітету? Як правило, використовується індикатор або метр p H (як описано в розділі 8.5). Наприклад, якщо у нас був розчин NaOH, який був рівно 0.100 M, і у нас був стакан, що містить невідому концентрацію HCl. Щоб виконати титрування, ми додали б кілька крапель запасного розчину фенолфталеїну до нашого HCl, а потім повільно додавали виміряну кількість розчину NaOH, поки вся кислота не буде витрачена і показник змінився з безбарвного на рожевий.

HCl (aq) + NaOH (ак) → NaCl (aq) + H ₂ O

Працюючи з вищевказаним прикладом, якщо обсяг основи, який ми додали (виміряний на бюреті), становив 12,6 мл, ми могли б обчислити кількість молів, присутніх у невідомому кислотному розчині. Це дорівнює відомій концентрації нашого NaOH (0,100 М), помноженої на обсяг, необхідний для нейтральності (0,0126 л), або:

\[(0.100moles/L)(0.0126L)=1.26\times 10^{-3}moles \nonumber \]

Якби ми використовували рівно 100,0 мл нашої невідомої кислоти в нашому титруванні, концентрація нашої кислоти була б:

\[\frac{(1.26\times 10^{-3}moles)}{(0.1000L)}=1.26\times 10^{-2}M \nonumber \]

Вправа\(\PageIndex{1}\)

Вам дають розчин, що містить невідому концентрацію HCl. Ви ретельно відміряєте 50,0 мл цього розчину в колбу, а потім додаєте кілька крапель розчину фенолфталеїну. Ви готуєте бюрет, що містить 0,055 М NaOH і відзначаєте, що початковий рівень розчину в бюреті становить 12,6 мл. Ви повільно додаєте розчин NaOH до кислоти, поки не відбудеться зміна кольору (як свідчення зміни кольору стає видимим, ви ретельно перемішуєте розчин після додавання кожної краплі). Коли розчин кислоти стане (і залишається) рожевим, ви зауважте, що обсяг в бюреті тепер становить 28,9 мл. Яка концентрація невідомого розчину кислоти?
Якщо 25,00 мл розчину HCl з концентрацією 0,1234 М нейтралізовано 23,45 мл NaOH, яка концентрація основи?