Расчет рН буферной смеси ведут по формуле

Аналогично рассчитывается рН в начале скачка на кривой титрования.

Значение рН в начале скачка на кривой титрования (добавлено 9,99 мл 0,1 М HCl) можно рассчитать с учетом следующих соображений: в растворе останется 0,1 % неоттитрованного одноосновного слабого основания и образуется 99,9 % соли:

В точке эквивалентности (добавлено 10,0 мл 0,1 М HCl)

За точкой эквивалентности в растворе находится избыток сильной кислоты, следовательно, концентрация [H₊]-ионов определяется по формуле

Например, в конце скачка титрования (V_HCl = 10,01 мл)

Внешний вид кривой титрования изображен на рис.13.2.1.

Рис.13.2.1. Кривая титрования 10 мл 0,1 М NH₄OH раствором 0,1 М HCl

Анализ кривой титрования

При титровании слабого основания сильной кислотой скачок на кривой титрования и точка эквивалентности лежат в кислой среде. В данном случае скачок лежит в интервале от 6,24 до 4,3. рН составляет ~1,9 единиц, т. е. значительно меньше скачка на кривой титрования сильного основания сильной кислотой. В качестве индикатора можно использовать метиловый оранжевый. Применять фенолфталеин нельзя.

Титрование многоосновных кислот

Многоосновные кислоты (H₃PO₄, H₂CO₃) диссоциируют ступенчато. Например:

H₃PO₄ H₂PO^-₄ + H⁺, K₁ = 7,6 · 10^-3

H₂PO^-₄ HPO^2-₄ + H⁺, K₂ = 6,2 · 10^-8

HPO^2-₄ PO^3-₄ + H⁺, K₃ = 4,4 · 10^-13

Соответственно ступенчатой диссоциации многоосновных кислот нейтрализация их также протекает по ступеням. Сначала титруются ионы [H⁺], образовавшиеся по первой ступени диссоциации, в точке эквивалентности наблюдается скачок рН. Если продолжить титрование, то далее будут нейтрализоваться ионы [H⁺] , получившиеся по второй ступени диссоциации, и на кривой титрования появится второй скачок рН (см. рис.13.3.1).

Рис.13.3.1. Кривая титрования 10 мл 0,1 М H₃PO₄ раствором 0,1 М NaOH

Казалось бы, что в момент нейтрализации около третьей точки эквивалентности должен произойти третий скачок рН. Однако он не наблюдается из-за малой величины константы диссоциации Н₃PO₄ по третьей ступени, поэтому непосредственно оттитровывать Н₃PO₄ как кислоту трехосновную ни с одним индикатором нельзя.

При построении кривой титрования Н₃PO₄ раствором NaOH учитывают следующие моменты. В первоначальный момент титрования (V(NaOH)=0) рН рассчитывается по формуле для слабых кислот

Положение первой точки эквивалентности вычисляется по формуле для кислой соли NaН₂PO₄:

Таким образом, первая точка эквивалентности лежит вблизи интервала перехода метилового оранжевого (см. рис.13.3.1).

Величину рН во второй точке эквивалентности можно вычислить по формуле для кислой соли Na₂НPO₄: