Визначення кальцинованої, харчової та каустичної соди та їх сумішей.

Якість препарату соди визначаеться відсотковим вмістом чистого Na₂,C0₃ (домішками е NaCI, Na₂S0₄, NaOH, гігроскопічна вода). Для цього наважку кальцинованої соди розчиняють у воді і титрують 0,1 н розчином соляної кислоти. При цьому послідовно перебігають такі реакції:

Na₂CO₃ + НCl = NaHCO₃ + NaCI (1)

NаHCOз + HCl = H₂CO₃ + NаCl (2)

―――――――――――――――――

Na₂CO₃ + 2НCl = H₂CO₃ +2 NaCI (3)

Розглянемо криву титрування соди. Для 0,1н розчину Na₂C0₃ знаходимо pH,користуючись формулою для середніх солей багатоосновних кислот:

Під час першої стадії титрування утворюеться буферний розчин, тому зміна pH відбуваеться досить повільно.

В першій точці еквівалентності утворюеться кисла сіль, pHрозчину якої розраховуемо за відповідною формулою:

Після першої точки еквівалентності знову утворюються буферні розчини Н₂СО₃ - NaHC0₃, і крива титрування має пологий характер. Друга точка еквівалентності відповіае pH,який розраховуемо за формулою для слабких кислот:

Оскільки Н₂СО_з нестійка, вона більшою частиною розкладаеться нa СО₂ і Н₂О. Показано, що у випадку вихідної концентрації NaHCО₃ рівної 0,1моль/л концентрація Н₂СО₃ = 5·10^-2 моль/л. Отже

pH= 1/2·6,5 - 1/2(0,7 - 2) = 3,25 + 0,65 = 3,9

За цими даними побудуемо криву титрування. З неї видно, що для фіксації першої точки еквівалентності найбільш придатним є індикатор фенол-фталеїн (pH = 8 - 10, рТ = 9), а другої метилоранж (pH = 3 - 5, рТ=4).

Розрахунок вмісту Na₂CO₃ у технічній соді розраховуемо за формулами:

Зрозуміло, що у розрахункову формулу при титруванні підставляють - при титруванні по фенол-фталеїну Е(Na₂C0₃) = М(Na,C0₃)/1 = 106 г/моль, а при титруванні по метилоранжу - Е(Na₂C0₃) = М(Na₂CО₃)/2 = 53 г/моль.

Визначення Na₂C0₃ і NaHCO₃ в суміщі доводиться робити, наприклад, при оцінці якості харчової соди, ступеня кальцинації гідрокарбонату натрію у содовому виробництві.

Титрування обов'язково проводять за двома індикаторами. Нехай об'ем HCl при титруванні по фенолфталеїну складе V₁, а по метилоранжу V₂. Зі схеми видно, об'ем HCI, який пішов нa титрування гідрокарбонату, який був у розчині спочатку, дорівнює V₂ - 2V₁, а маса його в суміші розраховуеться за формулами:

Визначення Na₂CO₃ і NaOH є суміші має значення при контролі чистоти препаратів їдкого лугу і в деяких інших випадках. При титруванні суміші за ф.ф. відбуваеться нейтралізація всього NaOH і Ha половину Na₂C0₃:

NaOH + HCl = NaCI + Н₂О

Na₂CO₃ + HCl= NaHCО₃ + NaCl

Нехай нa ці процеси піде V₁ HCl.

Друга точка еквівалентності за м.о. наступить після повної нейтралізації розчину:

NаHCOз + HCl =Na₂CO₃ + NаCl

і об'ем HCl складе V₂.

З діаграми видно, що нa титрування половини Na₂CO₃ пішов об'ем HCl (V₂ - V₁). Тоді для визначення тільки лугу затрачено НС1

V₂ - 2(V₂ – V₁) = V₂ - 2V₂ + 2V₁ = 2V₁ – V₂

Для обчислення вмісту каустичної і кальцинованої соди користуемось відомими формулами, приймаючи Е(NaOH)=56г/моль, Е(Na₂CО₃)=106/2= 53г/моль.