Визначення маси карбонату натрію (соди) в розчині

Якість соди залежить від змісту карбонату натрію. Залежно від способу добування вона містить домішки NaCl, Na₂SO₄, нерозчинний залишок та ін. Безводна сода є дуже гігроскопічна речовина.

Сутність методу. Карбонат натрію, будучи сіллю дуже слабкої вугільної кислоти і сильної основи гідроксиду натрію, дуже легко піддається гідролізу:

Na₂CO₃ + HOH = NaHCO₃ + NaOH

CO₃^2- + HOH = HCO₃^¯ + OH^¯

Внаслідок цього розчин карбонату натрію має лужну реакцію. При кип'ятінні розчину соди гідроліз її може протікати до кінця внаслідок леткості вуглекислого газу

Na₂CO₃ + HOH = 2NaОН + СO₂↑

При титруванні розчину соди кислотою спостерігається два стрибки, що видно з хімічних рівнянь.

Na₂CO₃ + H₂SO₄ = NaHCO₃ + NaHSO₄ (перший стрибок – I)

2NaHCO₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2HOH + 2CO₂↑ (другий стрибок – II)

Таким чином, при титруванні розчину соди при кип'ятінні можна застосовувати індикатор фенолфталеїн. При титруванні на холоді в присутності фенолфталеїну процес нейтралізації можна зафіксувати тільки до утворення NaHCO₃ (І). Кисла сіль, що утворюється, не дає можливості дисоціювати фенолфталеїн як кислоту й тим самим перешкоджає його переходу в сольову форму. Молярна маса еквівалента карбонату натрію при титруванні його розчину на холоді в присутності фенолфталеїну дорівнює:

У присутності метилового жовтогарячого (метилового червоного) процес нейтралізації карбонату може бути зафіксований до повного розкладання NаНСО₃ – до утворення Н₂СО₃ (II). Молярна маса еквівалента карбонату натрію при титруванні його розчину в присутності метилового жовтогарячого (метилового червоного) дорівнює:

Цю властивість соди дуже часто використовують при аналізі соди в присутності з іншими речовинами (NaHCO₃, NaOH).

Методика визначення. Отриманий розчин карбонату натрію в мірній колбі розбавляють декарбонізованою дистильованою водою до мітки, перемішують. Бюретку заповнюють атестованим розчиномH₂SO₄. Піпеткою Мора відбирають 10 мл розчину соди в колбу для титрування й туди ж додають 1-2 краплі метилового червоного (метилового жовтогарячого). Титрують розчином H₂SO₄до зміни забарвлення розчину з жовтого (жовтогарячого) до блідо-рожевого. Титрування проводять не менше трьох разів. Отримані результати титрування записують у робочий журнал. Об'єми розчину сірчаної кислоти, що витрачають на титрування, повинні відрізнятися не більше ніж на Розраховують середнє арифметичне значення об'єму (Vcеp) розчину сірчаної кислоти, що пішов на титрування.

Vcер =

Обчислення. Масу карбонату натрію в аналізованому розчині розраховують за формулою:

,

де − молярна концентрація еквівалента атестованого розчину сірчаної кислоти, моль/л;

V(H₂SO₄) – середній об'єм розчину сірчаної кислоти, що пішов на титрування, мл;

Vр - об'єм мірної колби з карбонатом натрію (соди), мл;

V(Na₂CO₃) – об'єм розчину соди, відібраного на аналіз (аліквоти), мл.

Контрольні запитання

1. Сформулюйте сутність кислотно-основного титрування.

2. Які речовини застосовують як стандартні у кислотно-основному

титруванні?

3. Що називається кривою титрування?

4. Що називається стрибком титрування?

5. Від яких факторів залежить величина стрибка титрування?

6. В якому середовищі буде відбуватись:

а) стрибок титрування слабкої кислоти сильною основою?

б) стрибок титрування слабкої основи сильною кислотою?

7. Сутність іонно-хромофорної теорії індикаторів.

8. Які індикатори застосовують у методі кислотно-основного титрування?

9. Що називають інтервалом переходу індикатора?

10. В чому сутність правила вибору індикатора у кислотно-основному методі?

11. Що таке показник титрування індикатора?

12. Фосфорна кислота триосновна. Чому її титрують тільки як одноосновну

або двоосновну?

13. Що можна визначити, знаючи константу дисоціації індикатора?

14. Що є аналітичним сигналом у методі титрування?

15. Як розрахувати відносну похибку визначення?