Рассчитайте и постройте кривую титрования. Расчет [Н'] и pH выполните для точек: 0; 10; 50; 90; 99; 99,9; 100; 100,1; 101; 110; 150 %. (Решение → 28194)

Заказ №38761

Рассчитайте и постройте кривую титрования. Расчет [Н'] и pH выполните для точек: 0; 10; 50; 90; 99; 99,9; 100; 100,1; 101; 110; 150 %. Укажите пределы скачка титрования и pH среды в точке эквивалентности, обоснуйте выбор двух индикаторов. 15. 0,5 М раствор NH4OH 0,5 М раствором HC1.

Решение:

Формула определяемого вещества – гидроксида аммония: NH4OH Определяемое вещество – одноосновное слабое основание. Так как титрование проводится сильной кислотой HCl, то на кривой титрования будем наблюдать только один скачок титрования. Запишем уравнение реакции нейтрализации: NH4OH + HCl → NH4Cl + H2O В ионном виде: NH4OH + Н+ + Cl- → NH4 + + Cl- + H2O NH4OH + Н+ → NH4 + + H2O При гидролизе хлорида аммония NH4Cl в продуктах будут находится ионы Н+ в свободном состоянии, поэтому точка эквивалентности будет лежат в области рН<7 (кислая среда): NH4Cl + H2O → NH4OH + HCl NH4 + + H2O → NH4OH + Н+ Предположим, что на титрование было взято 100.0 см3 раствора гидроксида аммония и концентрации веществ равны С(NH4OH) = С(HCl) = 0.1 моль/дм3 . 1. Расчет кривой титрования начинают с расчета рН исходного раствора. Пусть добавлено 0 мл раствора HCl. Гидроксид аммония NH4OH – слабое основание и в растворе оно диссоциирует частично: NH4OH  NH4 + + ОН- Согласно закону действующих масс, напишем уравнение для вычисления константы ионизации гидроксида аммония: K(NH4OH) = [О𝐻−]∙[𝑁𝐻4+] [𝑁𝐻4𝑂𝐻] = [О𝐻−] 2 [𝑁𝐻4𝑂𝐻] [ОН- ] 2 =  K(NH4OH) · C(NH4OH) =  1.8·10-5 · 0.1 = 1.34 · 10-3 (моль/л) pH = -lg(1.34·10-3 ) = 2.87 pH = 14 - ½ pK(NH4OH) + ½ lg C(NH4OH) = 14 - ½ · 4.73 + ½·(-1) = 11.135 2. 2 этап – до точки эквивалентности. При добавлении к гидроксиду аммония NH4OH раствора хлороводорода HCl, образуется эквивалентное количество хлорида аммония NH4Cl. Протекает реакция: NH4OH + HCl → NH4Cl + H2O Смесь хлорида аммония и гидроксида аммония – это буферный раствор. рН до точки эквивалентности рассчитывают по формуле: рН = 14 - pK(NH4OH) + lg С( 1 𝑧 NH4Cl)∙𝑉(NH4Cl) 𝐶( 1 𝑧 NH4OH)∙𝑉(NH4OH) Добавлено 10.0 мл раствора HCl, образуется эквивалентное количество NH4Cl. рН = 14 - 4.73 + lg 0.1∙10 0.1∙100.−0.1∙10 = 9.27 - 0.9542 = 8.32 Добавлено 50.0 мл раствора HCl. рН = 14 - 4.73 + lg 0.1∙50 0.1∙100.−0.1∙50 = 9.27 + 0 = 9.27 Добавлено 90.0 мл раствора HCl. рН = 14 - 4.73 + lg 0.1∙90 0.1∙100.−0.1∙90 = 9.27 + 0.9542 = 10.22 Добавлено 99.0 мл раствора HCl. рН = 14 - 4.73 + lg 0.1∙99 0.1∙100.−0.1∙99 = 9.27 + 1.9956 = 11.27 Добавлено 99.9 мл раствора HCl. рН = 14 - 4.73 + lg 0.1∙99.9 0.1∙100.−0.1∙99.9 = 9.27 + 2.9996 = 12.27