Obliczenia miareczkowania: słaby kwas - mocna zasada

Obliczanie pH dla roztworów do miareczkowania: słaby kwas/mocna zasada

Dla miareczkowania 25,00 ml 0,100 M_CH3CO₂H z 0,100 M NaOH reakcję można przedstawić jako:

pH roztworu do miareczkowania po dodaniu różnych objętości titranta NaOH można obliczyć w następujący sposób:

a) Początkowe pH oblicza się dla roztworu kwasu octowego przy zastosowaniu zwykłego podejścia ICE:

b) Kwas i titrant są monoprotyczne, a próbki i roztwory titranta są jednakowo stężone; zatem ta objętość titranta stanowi punkt równoważnikowy. W przeciwieństwie do przykładu z mocnym kwasem, mieszanina reakcyjna w tym przypadku zawiera słabą sprzężoną zasadę (jon octanowy). pH roztworu oblicza się z uwzględnieniem jonizacji zasady octanu, który występuje w stężeniu

Jonizacja zasady octanu jest reprezentowana przez równanie

Zakładając x << 0,0500, pH można obliczyć za pomocą zwykłego podejścia ICE:

Należy zauważyć, że pH w punkcie równoważnikowym tego miareczkowania jest znacznie większe niż 7, zgodnie z oczekiwaniami podczas miareczkowania słabego kwasu mocną zasadą.

c) Objętość titranta = 12,50 ml. Objętość ta stanowi połowę stechiometrycznej ilości titranta, a więc połowa kwasu octowego została zneutralizowana w celu uzyskania równoważnej ilości jonu octanowego. Stężenia tych sprzężonych partnerów kwasowo-zasadowych są zatem równe. Wygodnym podejściem do obliczania pH jest użycie równania Hendersona-Hasselbalcha:

(pH = pKa w połowie punktu równoważnikowego w miareczkowaniu słabego kwasu)

d) Objętość titranta = 37,50 ml. Objętość ta reprezentuje stechiometryczny nadmiar titranta i roztwór reakcyjny zawierający zarówno produkt miareczkowania, jon octanowy, jak i nadmiar mocnego titranta. W takich roztworach pH roztworu zależy przede wszystkim od ilości nadmiaru mocnej zasady:

Ten tekst został zaadaptowany z Openstax, Chemia 2e, Sekcja 14.7: Miareczkowanie kwasowo-zasadowe.