Transcript + H +  H 2 CO 3

KRIVA TITRACIJE SLABE BAZE JAKOM KISELINOM
B + H+  BH+
K 
BH 
B H 



Kb
1

Ka
Kw
PRIMER: titracija 100 ml 0,100 mol/L NH3 (pKa= 9,25 odn. pKb= 4,75)
rastvorom 0,100 mol/L HCl
NH3 + H+  NH4+
1
9 , 25
K

10
10 9, 25
pH
indikator
metil-oranž
ili metil-crveno
12
10
fenol-ftalein
8
6
metil-crveno
metil-oranž
4
1. početak krive - NH3
O H 

2

K b  c NH 3
zapremina rastvora HCl
2. pre T.E. - pufer NH3 / NH4+
c NH 3
poluneutralizacija (50%)

OH  K b 
c NH 
4
NH 3   NH 4   pOH  pK b

3.



T.E. - so - NH4+ (kiselina)
H 


K H 2O
Kb
 c NH


4
4. posle T.E. - jaka kiselina
K a  c NH

4
Uticaj jačine titrovane baze
► smanjenjem jačine baze skok pH
na titracionoj krivoj postaje manji
12
10
jaka baza
Kb  102
8
Kb  104
Kb  106
6
4
K b  1010
2
► to je posledica sve nepotpunije
reakcije neutralizacije
► baze kod kojih je Kb· cbaz ≤ 10-8 se
ne mogu titrovati u vodenim
rastvorima
zapremina rastvora HCl
Izbor indikatora
► zbog manjeg skoka pH u ZTT ograničen je izbor indikatora
► odgovaraju indikatori sa prelazom u kiseloj sredini, što bliže ZTT
► izbor indikatora je kritičniji što je titrovana baza slabija
TITRACIJE SMEŠE KISELINA ILI BAZA
♣ ako se titruje smeša dve kiseline približno jednake jačine, dobija se
samo jedan skok i jedna ZTT - titracijom se određuje samo UKUPNA
kiselost
♣ ako se titruje smeša dve kiseline različite jačine, prvo se titruje jača
kiselina uz odgovarajuči skok pH na ZTT1, a zatim druga kiselina dajući
ZTT2
Ovo je moguće samo ako je odnos konstanti kiselosti dve kiseline veći od 104
(uz tačnost od oko 1%) ili 106 (uz tačnost od oko 0,1%) - pod uslovom da
su obe kiseline dovoljno jake da mogu da se titruju u vodenim rastvorima !!!
pH
Ka  108
Ka  106
Ka  104
Ka  102
zapremina rastvora NaOH
Titracione krive titracije smeše
jake kiseline i slabe kiseline
jakom bazom
TITRACIJE POLIPROTONSKIH KISELINA ILI BAZA
► titracione krive pokazuju više ekvivalentnih tačaka, ukoliko se
sukcesivne konstante disocijacije međusobno dovoljno razlikuju
K a n  1 
K an
 10 , za tačnost 1%
4
K a n  1 
K an
 10 6, za tačnost 0,1%
► PRIMERI:
K a1
 104, 3, mogu se koristiti obe ZTT mada je
-maleinska kiselina
K a2
druga izraženija
K a1
- oksalna kiselina
 103, uvek se određuje druga ZTT
K a2
- sulfatna kiselina Ka2  1,2  102, i drugi proton je toliko disosovan da
može da se titruje kao jaka kiselina,
jedna ZTT
KRIVA TITRACIJE POLIPROTIČNE KISELINE JAKOM BAZOM
H3PO4  H+ + H2PO4-
H2PO4
-

H+
+ HPO4
2-
Ka1 
K a2 
H  H PO  ~


2
H 3 PO4 
H  HPO 
2

H PO 
H  PO 
HPO 
4

2
HPO4
2-

H+
+ PO4
K a3 
3-
_____________________
Kn
 104
K n 1
~ 10-7
4
3

4
2
~ 10-12
4
H3PO4  3H+ + PO43K1 > K 2 > K3
4
10-2
K a  K a1  K a2  K a3
K1
 105
K2
K2
 105
K3
druga konstanta disocijacije se zanemaruje i pH se
računa samo iz prve konstante
(H2S, H2CO3, H2SO3)
Kriva titracije 100 ml 0,100 mol/L H3PO4 standardnim rastvorom
NaOH 0,100 mol/L
pH
10
HPO42-
fenol-ftalein
H2PO4- metil-oranž, metil-crveno, bromkrezol-zeleno
4
H3PO4
zapremina NaOH
Fosforna kiselina se može titrovati kao monobazna (monoprotična) i
kao dvobazna (diprotična) kiselina !!! *kao triprotična ne može direktno!
TITRACIJA NATRIJUM-KARBONATA
► slaba dvofunkcionalna baza koja jonizuje:
CO32- + H2O  HCO3- + OHHCO3- + H2O  H2CO3
K a1
 104
K a2
+
OH-
Kb1 = 10-3,68, odn. Ka2 = 10-10,32
Kb2 = 10-7,65, odn. Ka1 = 10-6,35
titracija teče u dva stepena i dobijaju se dve ZTT
- prva odgovara titraciji karbonata do hidrogen-karbonata:
CO32- + H+  HCO3- druga odgovara titraciji nastalog hidrogen-karbonata do ugljene kiseline:
HCO3- + H+  H2CO3
♦♦♦ druga ZTT je oštrija, jer je proizvod reakcije (H2CO3) nestabilan i
razgrađuje se na H2O i CO2 koji odlazi iz sistema, tako da se ravnoteža pomera
u desno, konstanta postaje povoljnija
KRIVA TITRACIJE 100 ml 0,1 mol/l Na2CO3
RASTVOROM 0,1 mol/l HCl
Na2CO3 + HCl  NaHCO3 + NaCl
NaHCO3 + HCl  H2CO3 + NaCl
_________________________________
Na2CO3 + 2HCl  H2CO3 + 2NaCl
CO32HCO3f.f.
I T.E.
m.o.
H2CO3
V(ml) HCl
I I T.E.
PRIMENA KISELINSKO-BAZNIH TITRACIJA
♣ Brzo i tačno se određuju mnoge neorganske i organske kiseline i baze.
STANDARDNI RASTVORI KISELINA
HCl (najčešće), H2SO4, HClO4, retko HNO3
Standardizacija pomoću baznih supstanci primarnih standarda
Natrijum- karbonat: - pre upotrebe 30 min. zagrevanje 270-300oC
- da se odstrani sva voda i tragovi bikarbonata
prevedu u karbonate
- titracija se vrši do druge ZTT
Natrijum- tetraborat dekahidrat (boraks):
B4O72- + 2H+ + 5H2O  4H3BO3
STANDARDNI RASTVORI BAZA
NaOH (najčešće), retko KOH, Ba(OH)2
‚‚karbonatna greška‚‚ zbog rastvaranja CO2
PRIPREMANJE “BESKARBONATNIH” RASTVORA ALKALIJA
1. Serensenov postupak- natrijum-karbonat je praktično nerastvoran u
koncentrovanim rastvorima alkalija (samo natrijum-hidroksid, ali ne i
kalijum-hidroksid)
2. Hidroksidi alkalnim metala rastvorni u alkoholu a karbonati nisu
(primenljiv je i na kalijum-hidroksid)
3. Jako bazni jonski izmenjivači
Standardizacija pomoću kiselih supstanci primarnih standarda
Kalijum-hidrogen-ftalat: nehigroskopan
pH  8
pK a1  3,10
COO-K+
Z.T.T. slabo bazna
COOH
pK a 2  5,40
Kalijum-hidrogen-jodat:
Sulfaminska kiselina:
KH(JO3)2
(fenol-ftalein)
(120oC)
pH  5  9
H2N-SO3H (jaka kiselina, stabilna dok je suva)
H2NSO3H
+ H2O  NH4HSO4
Neposredno pred upotrebu, rastvaranje
ANALIZA SMESE: CO32- ; HCO3- i OH-
Ne mogu se istovremeno u rastvoru nalaziti hidrogen-karbonat i hidroksid:
HCO3- + OH-  CO32- + H2O
F.F.
NaOH + HCl  NaCl + H2O
Na2CO3 + HCl  NaHCO3 + NaCl
M.O.
NaOH + HCl  NaCl + H2O
Na2CO3 + 2HCl  H2CO3 + NaCl
NaHCO3 + HCl  H2CO3 + NaCl
►►vrše se dve titracije sa standardnim rastvorom kiseline
►►jedna uz indikator koji menja boju u baznoj sredini (fenol-ftalein)
►►druga uz indikator koji menja boju u kiseloj sredini (metil-oranž)
Prisutno:
VF.F. : VM.O.
OH-
VF.F. = VM.O.
CO32-
VF.F. = ½ VM.O.
HCO3-
VF.F. = 0
OH- + CO32-
VF.F. > ½ VM.O.
CO32- + HCO3-
VF.F. < ½ VM.O.
Analiza može da se izvede i pomoću jedne jedine titracije, jer je
fenol-ftalein jednobojan indikator pa ne smeta nastavku titracije
uz metil-oranž kao indikator*.
*tada se menja odnos zapremina u gornjoj tabeli