CURBA DE TITRARE ACIDO-BAZICA

Ĩn timpul titrãrii acido-bazice concentraţia speciilor chimice ce iau parte la reacţiile cantitative se modificã pe parcursul tirãrii. Reprezentarea graficã a unei proprietãţi – de regulã pH-ul, cu volumul soluţiei  titrate (%), în timpul titrãrii se numeşte curba de titrare. Aceasta ajutã la alegerea corectã a indicatorului. Cu cât variaţia de pH în jurul pE (punctul de echivalenţã) este mai mare, cu atât titrarea este mai precisã şi posibiltãţile de alegere a indicatorului potrivit vor fi mai mari. La  calcularea curbei de titrare ( indiferent de natura echilibrului chimic ce stã la baza tirãrii) se întâlnesc trei momente principale:

-stadiul de dinaintea PE;

-momentul punctului de echivalenţã PE;

-stadiul dupã PE.

Curba de titrare poate fi:

-liniarã, când proprietatea urmãritã-pH-ul este proporţionalã cu concentraţia substanţei ce ia parte la reacţie;

-logaritmicã, când proprietatea urmãritã-pH-ul este o funcţie logaritmicã de concentraţie.

Problemele rezolvate mai jos reprezintã un mod personal de abordare şi nu anuleazã alte variante de rezolvare.

Bibliografie:

1.Donald J. Pietryk, Clyde W. Frank, Chimie analiticã, Editura tehnicã, 1989

2.Teodor Hodişan, Claudia Cimpoiu, Iovanca Hodişan,Sorin Hodişan, Teorie şi aplicaţii în chimia analiticã, Risoprint, Cluj Napoca , 2002;

  1. Vasilica Croitoru, Dan-Anghel Constantinescu, Aplicaţii şi probleme de chimie analiticã;

CURBA DE TITRARE  ĨN CAZUL TITRĂRII

ACIZILOR TARI CU BAZE TARI

 

Se titreazã 100 mL soluţie HCl 0,2 N cu  o soluţie de NaOH de aceaşi concentraţie. a) Sã se calculeze pH-ul soluţiei din paharul conic, la urmãtoarele adaosuri de hidroxid de sodiu, la 220 C: 0,00 mL; 25 mL; 50 mL; 75 mL; 99,5 mL; 100 mL; 100,5 mL; 125 mL; b)Sã se traseze curba de titrare pH în funcţie de variaţia volumului de NaOH; c) Sã se calculeze saltul de pH în jurul PE pentru eroarea +0,10 %.

Varianta propusã pentru rezolvare

Ĩn timpul titrãrii are loc reacţia chimicã de neutralizare:

NaOH             + HCl = NaOH + H2O

în biuretã        în paharul conic

OBS:

Concentraţiile normale sunt egale cu cele molare, fiindcã Eg=M;

100 mL de soluţie HCl 0,2 N va fi neutralizat de 100 mL soluţie NaoH 0,2 N, la PE.

CM = n moli/ V (L) = n mmoli/ V(mL)

 a) Calcularea pH-ului la diferitele volume de soluţie NaOH 0,2 N adãugatã.

1) V sol NaOH =0,00 mL, adicã este înainte de a adãuga  NaOH din biuretã peste soluţia de HCl din paharul conic. Ĩn acest caz avem în paharul conic numai HCl, deci ioni de hidrogen:

C M de HCl = C N = 0,2 M

Concentraţia molarã a ionilor de H =[H] = [HCl] =  0,2 M

(vezi reacţia de ionizare a HCl)

pH = -log [H] = -log0,2 = 0,698

2) V sol NaOH 0,2 N =25 mL ; este înainte de PE.

pH-ul soluţiei este dat de cantitatea de ioni de hydrogen, care nu sunt neutralizaţi de cantitatea de NaOH introdusã.

mmoli de H+ iniţiali= 100 mL x 0,2 M (mmoli/ mL) = 20 mmoli

mmoli de OH introduşi = 25x 0,2 M = 5 mmoli

mmoli de H+ neutralizaţi de 5 mmoli NaOH = 5 mmoli

mmoli de H+ rãmaşi = 20 mmoli – 5 mmoli=15 mmoli

V soluţiei din pahar = 100 mL + 25 mL = 125 mL

[H] = C H+ = 15 mmoli/ 125 mL = 0,12 M

pH = -log 0,12 = 0,921

3) V sol NaOH 0,2 N =50 mL ; este înainte de PE.

pH-ul soluţiei este dat de cantitatea de ioni de hidrogen, care nu sunt neutralizaţi de cantitatea de NaOH introdusã.

mmoli de H+ iniţiali= 100 mL x 0,2 M (mmoli/ mL) = 20 mmoli

mmoli de OH introduşi = 50x 0,2 M = 10 mmoli

mmoli de H+ neutralizaţi de 10 mmoli NaOH = 10 mmoli

mmoli de H+ rãmaşi = 20 mmoli – 10 mmoli=10 mmoli

V soluţiei din pahar = 100 mL + 50 mL = 150 mL

[H] = C H+ = 10 mmoli/ 150 mL = 0,066 M

pH = -log 0,066 = 1,176

  1. V sol NaOH 0,2 N = 75 mL ; este înainte de PE.

pH-ul soluţiei este dat de cantitatea de ioni de hidrogen, care nu sunt neutralizaţi de cantitatea de NaOH introdusã.

mmoli de H+ iniţiali= 100 mL x 0,2 M (mmoli/ mL) = 20 mmoli

mmoli de OH introduşi = 75 x 0,2 M = 15 mmoli

mmoli de H+ neutralizaţi de 15 mmoli NaOH = 15 mmoli

mmoli de H+ rãmaşi = 20 mmoli – 15 mmoli=5 mmoli

V soluţiei din pahar = 100 mL + 75 mL = 175 mL

[H] = C H+ = 5 mmoli/ 175 mL = 0,028 M

pH = -log 0,028 = 1,544

  1. V sol NaOH 0,2 N = 99,5 mL ; este înainte de PE.

pH-ul soluţiei este dat de cantitatea de ioni de hidrogen, care nu sunt neutralizaţi de cantitatea de NaOH introdusã.

mmoli de H+ iniţiali= 100 mL x 0,2 M (mmoli/ mL) = 20 mmoli

mmoli de OH introduşi = 99,5 x 0,2 M = 19,9mmoli

mmoli de H+ neutralizaţi de 19,9 mmoli NaOH = 19,9mmoli

mmoli de H+ rãmaşi = 20 mmoli – 19,9 mmoli= 0,1 mmoli

V soluţiei din pahar = 100 mL + 75 mL = 199,5 mL

[H] = C H+ = 0,1 mmoli/ 199,5 mL = 0,0005 M

pH = -log 0,0005 = 3,299

  1. V sol NaOH 0,2 N = 100 mL ; este la PE.

Soluţia conţine numai sarea NaCl nehidrolizabilã şi nu se modificã constanta de disociere a apei la 220 C; pH-ul soluţiei este neutru (7). El rezultã din:

[H] = √ 1,00.10-14 = 1,00.10-7

pH= -log 1.10-7 = 7

  1. V sol NaOH 0,2 N = 100,5 mL ; este dupã PE.

pH-ul soluţiei este dat de cantitatea de ioni de OH  aflaţi în exces.

mmoli de H+ iniţiali= 100 mL x 0,2 M (mmoli/ mL) = 20 mmoli

mmoli de OH neutralizaţi = 20 mmoli

mmoli de OH introduşi = 100,5 x 0,2 M = 20,1mmoli

mmoli de OH în exces=  20,1 mmoli -20 mmoli = 0,1

V soluţiei din pahar = 100 mL + 100,5 = 200,5 mmoli

[H] = C H+ = 0,1 mmoli/ 200,5 mL = 0,00049 M

pOH = -log 0,00049 = 3,309

pH= 14-pOH= 10,690

  1. V sol NaOH 0,2 N = 125 mL ; este dupã PE.

pH-ul soluţiei este dat de cantitatea de ioni de OH  aflaţi în exces.

mmoli de H+ iniţiali= 100 mL x 0,2 M (mmoli/ mL) = 20 mmoli

mmoli de OH neutralizaţi = 20 mmoli

mmoli de OH introduşi = 125 x 0,2 M = 25 mmoli

mmoli de OH în exces=  25 mmoli -20 mmoli = 5

V soluţiei din pahar = 100 mL + 125 = 225 mmoli

[H] = C H+ = 5 mmoli/ 225 mL = 0,022 M

pOH = -log 0,022 = 1,653

pH= 14-pOH= 12,347

V NaOH mL adãugat
0
25
50
75
99,5
100
100,5
125
pH
0,698

0,921
1,176
1,544
3,299
7
10,690
12,347

b) Curba de titrare

1-curba de titrare acido-bazica 1

c) Calculul variaţiei de pH în jurul PE pentru eroarea +– 0,10 % se calculeazã astfel:

∆( pH) 100 +/-0,1 = pH la (100mL de soluţie NaOH 0,2 M +0,1mL) – pH la (100 mL de soluţie NaOH 0,2 M-0,1 mL)

Unde:

100=Volumul de NaOH 0,2 M la PE; el neutralizeazã 100 mL de soluţie HCl 0,2 M

c 1) Calculãm pH-ul pentru volumul de NaOH= 100-0,1=99,9 mL

este înainte de PE.

pH-ul soluţiei este dat de cantitatea de ioni de hidrogen, care nu sunt neutralizaţi de cantitatea de NaOH introdusã.

mmoli de H+ iniţiali= 100 mL x 0,2 M (mmoli/ mL) = 20 mmoli

mmoli de OH introduşi = 99,9 x 0,2 M = 19,98 mmoli

mmoli de H+ neutralizaţi de 19,98 mmoli NaOH = 19,98mmoli

mmoli de H+ rãmaşi = 20 mmoli – 19,98 mmoli= 0,02 mmoli

V soluţiei din pahar = 100 mL + 99,9 mL = 199,9 mL

[H] = C H+ = 0,02 mmoli/ 199,9 mL = 0,0001 M

pH = -log 0,0001 = 3,999

c 2) Calculãm pH-ul pentru volumul de NaOH 0,2 M = 100+0,1= 100,1 mL ;

este dupã PE.

pH-ul soluţiei este dat de cantitatea de ioni de OH  aflaţi în exces.

mmoli de H+ iniţiali= 100 mL x 0,2 M (mmoli/ mL) = 20 mmoli

mmoli de OH neutralizaţi = 20 mmoli

mmoli de OH introduşi = 100,1 x 0,2 M = 20,02mmoli

mmoli de OH în exces=  20,02 mmoli -20 mmoli = 0,02

V soluţiei din pahar = 100 mL + 100,1 = 200,1 mmoli

[H] = C H+ = 0,02 mmoli/ 200,1 mL = 0,000099 M

pOH = -log 0,000099 = 4,0002

pH= 14-pOH= 9,999

Deci:

∆( pH) 100+-0,1 = 9,999-3,999=6

Lasă un răspuns

Completează mai jos detaliile despre tine sau dă clic pe un icon pentru autentificare:

Logo WordPress.com

Comentezi folosind contul tău WordPress.com. Dezautentificare / Schimbă )

Poză Twitter

Comentezi folosind contul tău Twitter. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Facebook

Comentezi folosind contul tău Facebook. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Google+

Comentezi folosind contul tău Google+. Dezautentificare / Schimbă )

Conectare la %s