Потенциометрическое титрование смеси фосфата и гидрофосфата натрия

Потенциометрическое титрование смеси фосфата и гидрофосфата натрия раствором HCl основано на регистрации изменения рН раствора в процессе добавления титранта

Определение проводится по следующей методике. Точную навеску (около 0,2 г) препарата Na₃PO₄×12H₂O, содержащего в качестве примеси некоторое количество Na₂HPO₄, растворяют в воде в мерной колбе вместимостью 100,0 мл и доводят водой до метки. Затем 20,0 мл приготовленного раствора переносят в стеклянный стаканчик, устанавливают на активатор магнитной мешалки. Вносят в раствор магнитную вертушку, включают магнитную мешалку и устанавливают оптимальную скорость вращения вертушки. Затем в раствор опускают электроды, и после установления равновесия считывают значение рН раствора с табло прибора. С помощью автоматической пипетки к титруемому раствору порциями по 0,10 мл прибавляют 0,1000 М HCl, фиксируя значение рН после добавления каждой порции титранта. Титрование продолжают до тех пор, пока не будет пройден второй скачок титрования. Результаты вносят в следующую таблицу:

По полученным экспериментальным данным строят кривую титрования (зависимость рН от V_HCl). Рассчитывают значения DpH/DV и строят график зависимости этого отношения от объёма добавленного титранта (первую производную кривой титрования). Объём титранта, относящийся к каждому значению DpH/DV, равен среднему арифметическому тех объёмов, для которых рассчитывалась данная величина DpH.

Примерный вид кривой титрования и её первой производной показан на рис. 33.3.

Рис. 33.3. Интегральная (слева) кривая потенциометрического титрования фосфата натрия и её первая производная (справа)

Кривая титрования имеет два скачка: первый соответствует превращению фосфата в гидрофосфат, а второй – гидрофосфата в дигидрофосфат. Для нахождения конечных точек титрования из кривой титрования для каждого скачка проводят две параллельные касательные к верхней и нижней пологим частям кривой и соединяют их прямой так, чтобы точка её пересечения с кривой титрования находилась в середине полученного отрезка. Конечным точкам титрования на дифференциальной кривой титрования соответствуют точки максимума пиков.

Рекомендуется также провести обнаружение конечных точек титрования методом Грана, для чего строят график зависимости DV/DpH от среднего объёма титранта. Конечным точкам титрования соответствуют точки пересечения полученных прямых (рис. 33.4).

Рис. 33.4. Обнаружение конечной точки потенциометрического титрования фосфата натрия методом Грана

Массовые доли фосфата и гидрофосфата натрия в образце рассчитывают по следующим формулам:

где V₁ – объём титранта (мл), добавленный для достижения первой конечной точки титрования, V₂ – объём титранта (мл), добавленный для достижения второй конечной точки титрования.