Какие вещества содержатся в растворе?

[Mikele]

Доброго времени суток всем. Пожалуйста, подскажите, правильно ли я рассуждаю?

Задача: В растворе может содержаться одно из веществ: NaOH, Na2CO3, NaHCO3, или смесь веществ: NaOH + Na2CO3, Na2CO3 + NaHCO3. Раствор титруют р-ром HCl с индикатором фенолфталеином (1 моль/л), при этом было потрачено 12 мл кислоты. Затем к обесцвеченному раствору добавляют индикатор метиловый оранжевый, и на титрование с ним тратится еще 20 мл кислоты. Какое вещество или какая смесь титруется? Какой объем кислоты расходуется на реакцию с определяемым веществом или с каждым компонентом смеси? Найдите массу каждого компонента в смеси или массу отдельного вещества.

Сложность только в определении, какие вещества содержатся в растворе, выполнить расчет потом не составит труда. рТ фенолфталеина 9,53, метилового оранжевого 3,36. Предполагается, что при титровании раствора проходится две точки эквивалентности, в щелочной и в кислой области рН. Значит, можно отбросить возможность нахождения в растворе чистой щелочи и гидрокарбоната натрия, их титрование предполагает только одну ТЭ. Здесь - http://alnam.ru/book_a_chem2.php?id=50 (стр. 134) описан именно такой случай: карбонат натрия титруют р-ром HCl с фенолфталеином, затем с метиловым оранжевым, две ТЭ:

Безымянный.jpg

Если бы в растворе был только карбонат натрия, на титрование с обоими индикаторами ушло бы равное количество кислоты, здесь же на титрование с метилоранжем тратится больше титранта. Значит, отпадает вариант с чистым карбонатом натрия. Если бы с смеси были карбонат и щелочь, первой оттитровывалась бы щелочь, и на кривой титрования было бы три скачка (оттитрована щелочь, карбонат оттитрован до гидрокарбоната, и оттитрован гидрокарбонат). Значит, остается карбонат + гидрокарбонат?

Буду признателен за любую помощь.

[SkydiVAR]

Значит, остается карбонат + гидрокарбонат?

Ход мыслей неправильный, но ответ похож на правду .

Не знаю, как Вам, а мне и ход мыслей нравится. Тем более нравится, что он иллюстрирован "кривой титрования" с указанными диапазонами изменения окраски соответствующих индикаторов.

ЗЫ: Таким способом (титрование с индикатором, без контроля рН) отличить смесь щелочь+карбонат от смеси карбонат+гидрокарбонат тоже возможно. По относительным количествам титранта.

Если бы с смеси были карбонат и щелочь, первой оттитровывалась бы щелочь, и на кривой титрования было бы три скачка (оттитрована щелочь, карбонат оттитрован до гидрокарбоната, и оттитрован гидрокарбонат).

Даже без контроля рН, если бы в смеси была щелочь, на фенолфталеин пошло бы больше кислоты, чем на метилоранж. Понятно почему?

[Mikele]

Даже без контроля рН, если бы в смеси была щелочь, на фенолфталеин пошло бы больше кислоты, чем на метилоранж. Понятно почему?

Т.е. смена окраски фенолфталеина при титровании смеси щелочь + карбонат соответствовала бы наличию в растворе хлорида и гидрокарбоната? Тогда, кажется, понятно.

[SkydiVAR]

При титровании смеси щелочь+карбонат первый скачок (оттитрована щелочь) не привел бы к изменению окраски ФФ и не был бы детектирован в указанных условиях.

[SkydiVAR]

не забудьте про индикаторные ошибки. Хотя по условиям задачи это излишне (вроде).

С этим согласен абсолютно.
С другой стороны - задача учебная, а не практическая (ошибки и тонкости уходят в область "пренебрежений"). Индикаторы известны, а их теоретический диапазон изменения окраски берется из справочников (а не из калибровки по фиксаналам).
С этой точки зрения - есть ли явные огрехи в цепи рассуждений? Расчет точек эквивалентности для задачи учебной - ПМСМ, несколько избыточен (по умолчанию - гидроксид титруется не позднее карбоната). Я ошибаюсь? В чём?

[SkydiVAR]

Вот как-то так получается, надеюсь понятно объяснил .

Коллега, мне-то Вы вполне понятно объяснили... Осталось только выяснить, понял ли нас топикстартер? Ибо - студент, если не ошибаюсь.

[Mikele]

Теоретически - да, практически - далеко не факт. Насчет карбонатов врать не буду - не помню точно, а под рукой кривых никаких нет - скажу в общем случае: тут нужно учитывать межмолекулярные и межионные взаимодействия, диссоциацию - есть случаи когда n-основные кислоты оттитровываются как (n-1)-основные (основания так же); часты случаи когда на титрование второй/третьей ступени уходит немного больше титранта.
Вот как-то так получается, надеюсь понятно объяснил .

Разница в объеме титранта, пошедшего на титрование с тем и другим индикатором, достаточно велика (12 и 20 мл).

Коллега, мне-то Вы вполне понятно объяснили... Осталось только выяснить, понял ли нас топикстартер? Ибо - студент, если не ошибаюсь.

Последний абзац Вам только и предназначался, топикстартер скорее всего не поимет (кроме того что ему это сеичас не надо).
Не поимет - спросит, еще раз постараемся доходчивее объяснить. Было бы у него желание разобраться.

Может быть, и не нужно, но, таки, интересно Не студент, но решать такие задания иногда приходится. Господа, спасибо за такое активное участие. Не думаю, что в этой работе требуется особенно углубляться в подробности; скорее всего, грубой оценки (это не индивидуальное вещество; на титрование с метиловым оранжевым ушло титранта больше, чем с фенолфталеином, значит, имеем смесь карбонат + гидрокарбонат... ну и простейший расчет) будет достаточно.

[Mikele]

Может быть, и не нужно, но, таки, интересно

Коли очень интересно могу пару книжек посоветовать для начала.

Почему бы и нет? Лишним, всяко, не будет.

[Гесс]

Я дико извиняюсь, а почему вы делаете упор на неводных средах? Они ж как бы менее распространены как минимум в учебных задачах и (неуверен) в практике аналитики.

[Mikele]

Благодарю, господа.