39203 Obraz4 (36)

5.2.2. Miareczkowanie słabego kwasu mocną zasadą

Wartość pH roztworu wyjściowego zawierającego słaby kwas oblicza się ze wzorów wyprowadzonych poniżej. Słaby kwas dysocjuje zgodnie z równaniem:

HA i H₂0 — gil 1 A'    (5.2.1)

czyli [H₃O*] = [A~], Uwzględniając tę równość we wzorze na stałą dysocja-cji słabego kwasu oraz przyjmując, że stężenie części niezdysocjowanej kwasu [HA] jest w przybliżeniu równe stężeniu analitycznemu słabego kwasu otrzymujemy:

(5.2.2)

[HA] H

czyli

[H₃0⁺J = V*ha<7m    (5-2.3)

po zlogarytmowaniu obu stron równania (5.2.3) wzór na pH przyjmuje postać:

pH = -|logA:_HA ^— ~logc_HA =^p^_HA "logc_HA    (5.2.4)

W I etapie miareczkowania powstaje roztwór o charakterze buforowym. Wzór 5.2.2 na stałą dysocjacji słabego kwasu można przekształcić w celu wyznaczenia stężenia jonów hydrantowych:

(5.2.5)

(5.2.6)

I _[H₃0⁺][A“] [H₃0⁺]-c_a-

^aha -—jttt;—1-

[HA]    _CjłA

log[H₃0⁺] = lo_gA:_HA+log^-

V

czyli pH roztworu wynosi:

pH = pK_HA +l°g-

-HA

(5.2.7)

WII etapie, czyli w PR w wyniku protolizy w roztworze znajdują się jony soli słabego kwasu i mocnej zasady. Jon A" zgodnie z teorią protonową jest zasadą sprzężoną z kwasem HA. Równanie reakcji dysocjacji tej zasady i wzór na stałą dysocjacji przedstawiono poniżej:

A' + H20 — HA + OH~	(5.2.8)
K [HA] [OH'] i [A]	(5.2.9)

Ponieważ z równania reakcji wynika, że [HA] = [OH^-], czyli po przekształceniu wzoru (5.2.9) można obliczyć stężenie jonów wodorotlenowych:

(5.2.10)

■ ■■

i [A^-]

[OH']² =/i:_A. -c_A.    (5.2.11)

Podstawiając do wzoru (5.2.11) zależności: [fyO*] • [OH^-] = 10'¹⁴ oraz K_k.-K_m = 10~¹⁴ otrzymuje się równanie pozwalające obliczyć stężenie jonów hydroniowych:

[H₃0⁺]² = ^{1Q 14} ^    (5.2.12)

^CA-

po zlogarytmowaniu wzoru (5.2.12), pH roztworu soli słabego kwasu i mocnej zasady w PR oblicza się zgodnie z poniższym równaniem: