• Připravit standardní roztok uhličitanu sodného.
• Určit sílu daného roztoku kyseliny chlorovodíkové titrací proti standardnímu roztoku uhličitanu sodného.

Co je to titrace?

Jednou z důležitých metod kvantitativní analýzy je volumetrická analýza, běžně používaná laboratorní technika. Používá se ke stanovení neznámé koncentrace vzorku měřením jeho objemu. Tento postup se také nazývá titrace. Při titraci reaguje roztok neznámé koncentrace s roztokem známé koncentrace. Roztok odebraný do byrety se nazývá titrant a roztok odebraný do kónické baňky se nazývá analyt.

Co znamená koncový bod titrace?

Koncový bod titrace je bod, ve kterém se reakce mezi titrantem a analytem dokončí. Obecně se koncový bod titrace určuje pomocí indikátorů.

Co je to standardní roztok?

Roztok o známé koncentraci se nazývá standardní roztok. Standardní roztok lze připravit rozpuštěním známého množství látky v určitém objemu rozpouštědla. Látku používanou k přípravě standardního roztoku lze rozdělit na dva typy.

Primární standard

Primární standard má následující vlastnosti.

• Je vysoce čistý a levně dostupný.
• Je dobře rozpustný ve vodě.
• Není rozkladný ani hygroskopický.
• Je vysoce stabilní.

Kyselina oxalová, Mohrova sůl, dichroman draselný jsou některé příklady primárních standardů.

Sekundární standard

Látky, jejichž standardní roztoky nelze připravit přímo, se nazývají sekundární standardy.

Některými příklady jsou hydroxid sodný a manganistan draselný.

Jak vyjádříme koncentraci roztoku?

Koncentraci roztoku lze vyjádřit následujícími způsoby.

Normálnost: Je definována jako počet gramových ekvivalentů rozpuštěné látky rozpuštěné v jednom litru roztoku. Označuje se písmenem „N“.

Molarita: Je definována jako počet gramů molů rozpuštěné látky rozpuštěné v jednom litru roztoku. Označuje se písmenem „M“.

Molalita: Je definována jako počet molů rozpuštěné látky rozpuštěné v 1 kg rozpouštědla. Označuje se písmenem „m“.

Co znamená titrace kyselin a zásad?

Titraci lze rozdělit na různé typy v závislosti na chemických reakcích probíhajících během titrace. Jednou z běžně známých titrací je Acidobazická titrace. Je to metoda používaná ke stanovení síly kyseliny nebo zásady a tento typ titrace je založen na neutralizační reakci. Při této reakci reagují kyseliny a zásady za vzniku soli a vody.

Co je to indikátor?

Indikátor je chemická látka, u které dochází ke změně barvy v koncovém bodě. Koncový bod acidobazické titrace lze určit pomocí acidobazických indikátorů. Acidobazické indikátory jsou buď slabé organické kyseliny, nebo slabé organické zásady. Změna barvy indikátoru závisí na pH prostředí. Neionizovaná forma indikátoru má jednu barvu, ale jeho ionizovaná forma má barvu jinou.

Příklad uvažujme indikátor fenolftalein, jehož ionizaci lze zapsat jako,

Několik běžných příkladů acidobazických indikátorů

Indikátory	Rozsah pH	Kyselina	Báze
Fenolftalein	8. Jaké jsou příklady indikátorů?0 – 10,0	Bezbarvý	Růžový
Metyloranžový	3,1 – 4,4	Červený	Oranžový
Metylčervený	4,4 – 6.2	Červená	Žlutá
Fenolová červeň	6,4 – 8,0	Žlutá	Červená
Thymolová modř	1,2 – 2.8	Červená	Žlutá
Thymolová modř	8,0 – 9,6	Žlutá	Modrá
Methylová žluť	2.9 – 4,0	Červená	Žlutá

Jaké jsou různé typy titrací kyselin a zásad?

Titrace kyselin a zásad lze rozdělit na následující typy.

1. Titrace silná kyselina – silná zásada:U tohoto typu se titruje silná kyselina proti silné zásadě. Kyselina i zásada mají stejnou sílu, takže v konečném bodě bude pH neutrální. Používají se indikátory fenolftalein a methyloranž.
   • Příklad: Příklad: Titrace HCl vs NaOH
2. Titrace silná kyselina – slabá zásada: Při tomto typu titrace reaguje silná kyselina se slabou zásadou za vzniku kyselého roztoku. Hodnota pH roztoku je tedy <7. Ke stanovení koncového bodu se používá indikátor methyloranžový.
   • Příklad: Titrace HCl vs NH4OH
3. Titrace silná báze-slabá kyselina: Zde reaguje silná zásada se slabou kyselinou za vzniku zásaditého roztoku. Hodnota pH roztoku je tedy >7. U tohoto typu je vhodným indikátorem pro stanovení konečného bodu fenolftalein
   • Příklad: Titrace CH3COOH vůči NaOH
4. Titrace slabá kyselina – slabá zásada: Tento typ titrace není příliš praktický. Kyselina i zásada jsou zde velmi slabé, takže se zcela neionizují. Je tedy obtížné určit rozsah pH v okolí koncového bodu a pro tento typ titrace je obtížné zvolit vhodný indikátor.
   • Příklad: Titrace CH3COOH vs NH4OH

Jak určíme sílu dané kyseliny nebo zásady?

Určení síly vychází ze zákona ekvivalentů. Podle tohoto zákona se počet ekvivalentů titrované látky rovná počtu ekvivalentů použitého titrantu.

Považte titraci kyseliny a zásady. V1 cm3 je množství roztoku kyseliny o normě N1 potřebné k neutralizaci V2 cm3 zásady o normě N2.

Víme, že 1000 cm3 roztoku kyseliny 1N obsahuje kyselinu = 1 gramový ekvivalent

V1 cm3roztoku kyseliny 1N obsahuje kyselinu = V1/1000 gramových ekvivalentů

Tak počet gramových ekvivalentů kyseliny ve V1 cm3 roztoku kyseliny N1 je;

Podobně počet gramových ekvivalentů zásady ve V2 cm3 základního roztoku N2 je;

Podle zákona ekvivalentů v konečném bodě

i.e,

Tato rovnice se nazývá rovnice normality.

Podobně lze rovnici molarity zapsat jako,

Tady určujeme sílu HCl tak, že ji titrujeme proti standardnímu roztoku uhličitanu sodného a reagují za vzniku NaCl, CO2 a vody. Chemickou reakci lze znázornit takto;

Zde 1 mol uhličitanu sodného reaguje se 2 moly HCl. Takže podle rovnice molarity,

Výstupy z učení

1. Studenti rozumí pojmům: kvantitativní odhad, acidobazické titrace, koncový bod, standardní roztoky, molarita, molalita, normalita a indikátory.
2. Studenti dokáží vypočítat sílu dané kyseliny nebo zásady pomocí rovnic molarity nebo normality.
3. Studenti si osvojí dovednost připravit standardní roztok a určit koncový bod.
4. Studenti si osvojí dovednost vybrat indikátory podle povahy roztoku.
5. Studenti se seznámí s přístroji používanými k titraci.
6. Studenti si osvojí dovednost provést titraci pomocí uhličitanu sodného a kyseliny chlorovodíkové v reálné laboratoři, jakmile si představí jednotlivé kroky.

Studenti se seznámí s přístroji používanými k titraci.