Титрование — итоги

я изобразил несколько кривых титрования теперь давайте вспомним все что мы с вами усвоили чтобы у вас было целостное понимание этого процесса и первый вопрос который я задам на каких кривых показано титрования кислот а на каких оснований справа очевидно титровании кислот процесс начинается с низкого уровня ph вертикальная ось это у нас уровень ph и так пока мы не добавили других реагентов начальный уровень ph был низким он соответствовал кислотному уровню ph здесь низкий уровень ph и здесь тоже низкий уровень ph очевидно что на правых графиках у нас кислоты она левых графиках до того как мы приступили к титрования был высокий уровень ph а значит слева у нас основании а справа титрования кислот у нас есть кислота и мы добавляем в нее сильное основание пока вся кислота не нейтрализуется до точки эквивалентности в этот момент вся кислота вступила в реакцию и дальнейшее добавление основания делает раствор щелочным для этой кислоты точке эквивалентности находится здесь а для этой кислоты . эквивалентности будет вот здесь это . показывает сколько основания необходимо добавить чтобы вся кислота вступила в реакцию а теперь давайте подумаем где у нас сильная кислота а где слабое в нижнем случае когда вся кислота вступила в реакцию образовался полностью нейтральный раствор а значит эта сильная кислота она вся нейтрализовало и превратилась в нейтральную воду ph получившегося раствора равен 7 возможно у начальной кислоты остались сопряженные основания но поскольку кислота сильная и и сопряженные основания никак не влияют на уровень ph например хлорид-ионы соляной кислоты никак не влияет на уровень ph раствора значит внизу титрования сильной кислоты верхнем случае мы дошли до точки эквивалентности но когда мы добавили такое количество основания чтобы вся кислота вступила в реакцию добавленное вещество аж увеличила уровень ph настолько что среда в растворе стала щелочной это происходит потому что у нас были сопряженные основания от слабой кислоты которые делает среду раствора более щелочной а значит это слабая кислота и в обоих случаях мы увеличивали концентрацию уж минус добавляя в раствор сильное основание например гидроксид натрия в этих ситуациях мы начинаем с основания и добавляем в него сильную кислоту например соляную кислоту которая поглотит лишний и он его аж мы добавляем кислоту которая вступает в реакцию с ионами уважь и уменьшает их концентрацию пока не достигнет точки когда все ионы ваш вступят в реакцию и на верхнем рисунке в этот момент среда в растворе получилась полностью нейтральный вступили в реакцию все гидроксид-ионы и в растворе не осталось сопряженных кислот значит на верхнем рисунке титрование сильного основания и в этой ситуации мы добавляем раствор ионы водорода которые нейтрализуют основании аналогичная картина на нижнем рисунке здесь мы тоже нейтрализуем основании но на этом рисунке точка эквивалентности находится ниже нейтрального ph весь объем основания вступил в реакцию с кислотой но некоторое количество сопряженной кислоты еще осталось это означает что в точке эквивалентности уровень ph будет чуть ниже 7 следовательно это титрование слабого основания давайте выпишем формулу реакции чтобы вам было понятнее слабое основание выглядит примерно вот так некий он а минус находится в водном растворе в состоянии равновесия с aj он забирает из водного раствора ионы водорода и в этот раствор мы добавляем сильную кислоту например соляную аж хлор в растворе она полностью распадается на ионы водорода и хлорид-анион и если добавить кислоту раствор основания то ионы водорода будут вступать в реакцию с гидроксид-иона me концентрация ионов ваш минус пойдет вниз как следствия изначальная реакция будет идти слева направо согласно принципу ле шателье-брауна все больше ионов а минус будут превращаться в а аж порождая новые гидроксид-ионы пока в какой-то момент и он и а минус и h минус не закончатся оставив в растворе много молекул h это будет точка эквивалентности после которой дальнейшее добавлении водорода очень быстро сделает среду кислой но поскольку в растворе уже есть достаточно сопряженной кислоты то в таком случае мы достаточно скоро дойдем до точки кислотные ки валентности а теперь давайте для закрепления материала рассмотрим конкретную задачу я вам показал очень схематичной графике без цифры конкретики но теперь я нарисую график титрования слабой кислоты и укажу конкретные данные пусть это у нас будет . ph равного 7 и мы будем титровать слабую кислоту а значит изначальный уровень ph будет низким в процессе титрования уровень ph будет повышаться пока не дойдет до точки эквивалентности после чего пойдет примерно вот так точка эквивалентности у нас будет вот здесь допустим реагент которой мы добавляем это гидроксид натрия его молярная концентрация две десятых моля на литр в точке эквивалентности мы добавили скажем 700 миллилитров раствора гидроксида натрия и первый вопрос какое количество слабой кислоты была в растворе изначально и чему равнялась молярная концентрация кислоты в растворе вот такая запись означает некую произвольную кислоту в точке эквивалентности мы добавили столько молей гидроксида чтобы нейтрализовать все ионы водорода из исходной слабой кислоты это значит что в семистах миллилитрах раствора находится такое же количество молей основании какое количество молей слабой кислоты была изначально в растворе пусть исходный объем раствора слабой кислоты составлял скажем три литра разумеется добавляя раствор с основания мы увеличиваем общий объем раствора на начальный объем пусть будет 3 литра сколько молей водорода мы нейтрализовали сколько молей ваш было в семистах миллилитрах раствора мы знаем молярную концентрацию вещества в растворе две десятых моля на литр и это число мы должны умножить на объем раствора на семь десятых литра 700 миллилитров это семь десятых литра и сколько молей мы добавили в раствор дважды 714 у нас два знака после запятой значит ответ четырнадцать сотых и так в семистах миллилитрах раствора с молярной концентрации две десятых моля на литр содержится четырнадцать сотых моль основания и в частности четырнадцать сотых моль гидроксид-ионов у аж и это количество гидроксид-ионов полностью вступила в реакцию с ровно таким же количеством исходной кислоты значит исходная концентрация нашей слабой кислоты равнялась 14 сотых моль деленным на объем раствора до начала титрования на 3 литра как вы помните молекулы нейтрализуются друг другом именно поэтому я сначала вычислил количество гидроксид-ионов они вступили в реакцию с точно таким же количеством слабой кислоты а значит вот такое количество молекул слабой кислоты у нас была в исходном растворе делим это количество на объем раствора в литрах и получаем молярную концентрацию исходного раствора четырнадцать сотых делим на 3 получается сорок семь тысячных и так изначальная молярная концентрация нашей таинственной кислоты равнялась 47 1000 молей на литр а теперь второй вопрос чему равно p к нашей искомой кислоты для этого нам нужно рассмотреть точку полуэквивалентности и узнать чему равнялся уровень ph раствора в этой точке в точке полуэквивалентности мы добавили в раствор кислоты 350 миллилитров раствора сильного основания пусть уровень ph в этой точке равняется 5 из предыдущего видео мы знаем что в точке полуэквивалентности ph как раз и равняется пока минус логарифм константы равновесия таким образом мы сможем отсюда найти константу равновесия т.к. равно 5 и так что я хотел сказать этими кривыми я хотел показать как можно взять некую таинственную кислоту или основание добавить в раствор сильное основание или кислоту построить кривую и в процессе можно отметить несколько ключевых точек и узнать несколько важных свойств наших растворов например исходную концентрацию а если мы имеем дело со слабой кислотой или слабым основанием то мы можем узнать их константы равновесия хотя вы можете взять сильную кислоту найти ее точку полуэквивалентности и сказать так вот же ее константа п.к. но в этом случае вы будете неправы у сильной кислоты и сильного основания нет констант равновесия они в растворе не находятся в равновесии они полностью растворяются надеюсь вы теперь хорошо разобрались что такое титрование спасибо что подписывайтесь на наш канал нам очень важно знать ваше мнение если у вас возникают вопросы касательно данного видеоролика то не стесняйтесь задавать их в комментариях мы с удовольствием на них ответим