Аналітична хімія 2

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.


Нажми чтобы узнать.
скачати

МІНІСТЕРСТВО державних освітніх

ЗАКЛАД ВИЩОЇ ОСВІТИ

«САНКТ-Петербурзький державний університет

КІНО І ТЕЛЕБАЧЕННЯ »

Кафедра загальної, органічної та фізичної хімії

АНАЛІТИЧНА ХІМІЯ

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт

по кількісному аналізу

для студентів очного і очно-заочного відділень

Укладачі: доц. Е.В. Зіненко, проф. А.Ю. Єршов

Рецензент: к.т.н., доцент В.В. Митрофанов

ЗМІСТ

ВСТУП

1. ПРИЙОМИ РОБОТИ В Титриметричний АНАЛІЗІ

1.1. Підготовка посуду

1.1.1. Порівняння мірної колби і піпетки

1.2. Приготування розчину в мірній колбі і відбір аликвотной частини

1.3. Приготування титрованих розчинів

1.4. Підготовка бюретки

1.5. Взяття навішування.

1.6. Титрування

2. МЕТОДИ кислотно-основного титрування

2.1. Приготування розчину соляної кислоти

2.2. Стандартизація 0,1 М розчину НСl

2.2.1. Приготування розчину тетраборату натрію

2.2.2. Визначення точної концентрації розчину соляної кислоти.

2.3. Приготування розчину гідроксиду натрію

2.4. Стандартизація 0,1 н розчину NаОН

2.4.1. Приготування розчину щавлевої кислоти

2.4.2. Визначення точної концентрації розчину гідроксиду натрію

2.5. Стандартизація робочих розчинів потенціометричним методом

Лабораторна робота № 1 "Визначення вмісту КОН в розчині"

Лабораторна робота № 2 "Визначення вмісту сірчаної кислоти в розчині"

Лабораторна робота № 3 "Визначення вмісту карбонату-і гідро-карбонату натрію при спільній присутності"

Лабораторна робота № 4 "Визначення вмісту соди в суміші з хлориду на-дом натрію"

Лабораторна робота № 5 "Визначення вмісту щавлевої кислоти в суміші з хлоридом натрію"

3. МЕТОДИ окисно-відновного титрування.

3.1. Перманганатометрія

3.2. Стандартизація розчину КМnО 4

Лабораторна робота № 6 "Визначення вмісту Fе (II) і Fе (III) при сов-місцевому присутності із застосуванням редуктора

3.3. Йодометрії

3.4. Стандартизація розчину тіосульфату натрію

3.5. Стандартизація розчину йоду

Лабораторна робота № 7 "Визначення гексаціаноферрат (II) калію"

4. МЕТОДИ осадітельного титрування

4.1.АРГЕНТОМЕТРІЯ

4.2. Стандартизація розчину нітрату срібла методом Мора

4.3. Стандартизація розчину роданида амонію

Лабораторна робота № 9 "Визначення броміду калію методом Фольгарда"

Лабораторна робота № 10 "Потенціометричне визначення хлорид-, бро-мід-і йодідіонов при спільній присутності"

5. МЕТОДИ КОМПЛЕКСОНОМЕТРІЧЕСКОГО Титрування

5.1. Стандартизація розчину Трилон Б

Лабораторна робота № 11 "Визначення вмісту Аl 3 + методом обрат-ного титрування"

Лабораторна робота № 12 "Визначення загальної жорсткості води"

6. Потенціометричним методом АНАЛІЗУ

6.4. Правила роботи на рН-метрі-мілівольтметри

6.5. Обробка результатів потенціометричного титрування

ЛІТЕРАТУРА

ВСТУП

Практичне застосування методів титриметрическим аналізу вимагає знання теоретичних основ, тому до виконання лабораторних робіт можна приступати тільки після вивчення відповідних розділів курсу, а також методичних вказівок. При виконанні лабораторних робіт експериментальні дані записують в робочому журналі, там же виконують всі необхідні розрахунки.

Найбільш важливою операцією в титриметрическим аналізі є титрування - процес безперервного контрольованого змішування стандартного розчину і розчину визначається речовини.

Для титрування використовують розчин хімічного реагенту точно відомої концентрації, званий стандартним або титрованих. Стандартний розчин, що застосовується для титрування, називають також титранту або робочим розчином.

При титруванні до розчину визначається речовини А поступово доливають з мірного судини (бюретки) титруватирозчину реагенту В:

аА + BВ → продукти реакції, де а і b стехіометричні коефіцієнти реакції, причому а> b.

Коли кількості мг-екв реагують речовин стають стехіометрічнимі (еквівалентними), тобто q (А) = q (В), досягається точка еквівалентності і титрування закінчують. Цей момент зазвичай визначають за допомогою індикаторів щодо зміни їх забарвлення в аналізованому розчині. У цей момент можна записати:

А + (b / а) У → продукти реакції.

Ставлення b / а позначають символом f екв і називають фактором еквівалентності речовини, тобто f екв (В) = b / а. Фактор еквівалентності - величина безрозмірна, рівна або менша одиниці. При роботі з розчинами необхідно використовувати їх кількісну характеристику - концентрацію розчиненої речовини. Відомо кілька способів вираження концентрації розчину:

Молярність (с) - показує, яка кількість моль (ммоль) речовини розчинено в 1 літрі (1 мл) розчину.

Нормальність (N або н) - показує, яка кількість грам-еквівалентів (мг-екв) речовини розчинено в 1 літрі (1 мл) розчину.

Титр (Т) - показує число грам або міліграм розчиненої речовини в 1 мілілітрі розчину.

Масова частка (ω) - показує число грам речовини, розчинена в 100 грамах розчину.

Розрахунок результатів об'ємного аналізу грунтується на принципі еквівалентності, і кількість речовини (q) можна виразити через різні концентрації:

m н · 1000 Т · V · 1000 V · ρ · ω · 1000

q = N · V = --------------- = ---------------- = ----------- ---------, де

М е М е М е · 100%

q - кількість речовини, мг-екв;

N - нормальність розчину, мг-екв/мл;

V - об'єм розчину, мл;

m н - маса наважки речовини, г;

1000 - коефіцієнт, що переводить грами в міліграми;

Т - титр розчину, г / мл;

ρ - щільність розчину, г / мл 3;

ω - масова частка розчину,% або як частина від 1;

М е - маса еквівалента речовини (М е = М · f екв, де М - молярна маса речовини).

  1. ПРИЙОМИ РОБОТИ В Титриметричний АНАЛІЗІ

    1. Підготовка посуду

Чистота скляного посуду визначається за змочуваності стінок водою: чисте скло легко змочується водою, і при виливанні її з посудини на чистій поверхні залишається суцільна тонка плівка, тоді як на забрудненій поверхні скла вода збирається в краплі. Якщо відмити посудину водою не вдається, застосовують активні реагенти, наприклад «хромову суміш» (насичений розчин біхромату калію в концентрованої сірчаної кислоти). Після цього посуд промивається проточною водою і обполіскується дистильованою водою.

      1. Порівняння мірної колби і піпетки

У багатьох випадках мірної колбою користуються паралельно з іншим вимірювальним посудиною, наприклад, з піпеткою Мора. Тому часто практичніше перевірити не абсолютну місткість мірної колби, а відповідність обсягів колби і піпетки (провести їх порівняння). Це важливо в тих випадках, коли певна кількість досліджуваної речовини розчинено в обсязі мірної колби, а для його визначення титруванням піпеткою відбирають лише аликвотную (кратну) частину розчину (метод піпетування). Піпетки Мора градуйовані за обсягом витікання води. Для роботи в лабораторії використовуються піпетки на 5 мл. Перед початком роботи її необхідно ретельно промити, обтерти зовні насухо і підписати етикеткою зі своїм прізвищем вище позначки. Мірна колба розрахована на об'єм 50 мл, а значить, в колбу поміщається 10 піпеток розчину, причому рівень води може не співпадати із заводською міткою на колбі.

Для порівняння з піпетки дозують 10 порцій дистильованої води в суху мірну колбу. При установці меніска очі спостерігача повинні знаходитися на рівні мітки, нанесеної на піпетці. Після внесення десяти порцій води верхній край етикетки, підписаної своїм прізвищем, прикріплюється на шийці колби по дотичній до нижньої частини меніска.

Таким чином, після завершення порівняння відміряна піпеткою аліквотних частина аналізованого розчину містить 1 / 10 частина розчиненого в мірній колбі речовини.

1.2. Приготування розчину в мірній колбі і відбір аликвотной частини

У мірну колбу переносять наважку стандартного речовини і додають приблизно до половини обсягу дистильованої води. Частинки твердої речовини повністю розчиняють, і об'єм води доводять до мітки.

Розчин ретельно перемішують, закривши колбу пробкою і перевертаючи її на 180 º не менше 10 разів. Розчин перемішують спливаючим повітряним бульбашкою.

Чисту піпетку, обтертих зовні фільтрувальної папером насухо, промивають приготованим в мірній колбі розчином, який потім зливають у відходи. Промивши піпетку, дозують порцію розчину в колбу для титрування, користуючись тими ж прийомами, що і при соизмерении. Наповнюючи піпетку, потрібно стежити за тим, щоб її кінець знаходився в рідині (краще опускати піпетку до дна колби).

1.3. Приготування титрованих розчинів

За способом приготування робочі розчини діляться на розчини з приготованим титром і розчини з встановленим титром.

Для отримання розчину з приготованим титром зважують точну наважку стандартного речовини, кількісно переносять її в мірну колбу, розчиняють у дистильованій воді, доводять до мітки, ретельно перемішують і розраховують титр приготованого розчину:

m н

Т = -------, де

V до

m н - маса наважки стандартного речовини, г;

V к - об'єм мірної колби, мл.

Робочі розчини багатьох речовин можна приготувати з точної наважки, так як вони містять домішки. Тому розчини таких речовин готують приблизної концентрації, а потім їх точну концентрацію встановлюють в процесі титрування наважки стандартного речовини. Концентрацію таких розчинів розраховують за законом еквівалентів:

m н (А) · 1000

= N * (В) · V (В)

М е (А)

1.4. Підготовка бюретки.

Перед титруванням бюретку промивають дистильованою водою, а потім двічі новими порціями стандартного (робочого) розчину. При заповненні бюретки робочим розчином втретє носик бюретки заповнюють розчином. Для цього носик задирають догори, і затиск бюретки повільно відпускають. Розчин плавно витісняє повітря з носика бюретки. Рівень розчину встановлюють на нульовій позначці. При цьому очі спостерігача повинні знаходитися на рівні меніска, щоб не виникала похибка через неправильне кута зору. Якщо розчин безбарвний або блідо забарвлений, рівень вимірюють по нижньому краю увігнутого меніска темному, який чітко видно на тлі освітленого листка білого паперу. Рівень встановлено правильно, якщо мітка має вигляд прямої, дотичної до нижнього темному краю меніска. При роботі з темно пофарбованими або непрозорими розчинами рівень вимірюють по верхньому «рівному» краю меніска, який повинен співпадати з нульовою відміткою.

Після закінчення титрування бюретку промивають і наповнюють дистильованою водою.

1.5. Взяття навішування

На столі біля аналітичних ваг повинен перебувати робочий журнал, ручка для записів, фарфоровий тигель для зважування, мірна колба і важки. Порожній, чистий тигель ставлять на ліву чашку ваг і визначають його точну вагу (m т). Потім масу на лівій чашці терезів збільшують на бажану величину навішування і всипають в тигель стільки речовини, щоб рівновагу встановлювалося в межах позитивної частини шкали, що спостерігається на світному екрані ваг. Масу тигля з наважкою записують у робочий журнал (m т + н). Речовина з тигля кількісно переносять в мірну колбу через суху лійку, тигель знову зважують і результат записують у робочий журнал (m т + о). Втрати речовини при пересипанні в мірну колбу неприпустимі.

Масу наважки перенесену в мірну колбу, обчислюють за різницею двох зважувань: m н = m т + н - m т + о.

1.6. Титрування

Аликвотную частину досліджуваного розчину (піпетка), узяту з мірної колби, переносять у конічну колбу для титрування. До розчину в конічній колбі при постійному перемішуванні поступово з бюретки доливають стандартний (робочий) розчин до досягнення точки еквівалентності. Спочатку розчин додають по кілька крапель, а ближче до кінця титрування його додають вже по одній краплі, щоб не перетітровать досліджуваний розчин (не пропустити точку еквівалентності). Обсяг стандартного розчину, який пішов на титрування, відзначають по бюретці з точністю до 0,01 мл. Результат записують в робочий журнал. При титруванні в присутності індикатора колбу з тітруемих розчином на час титрування поміщають на білий аркуш паперу. Результат першого титрування в більшості випадків неточний, тому вважається орієнтовним. Кожен досліджуваний розчин титрують не менше трьох разів, повторюючи заново весь процес титрування. Якщо результати трьох титрування відрізняються не більше ніж на ± 0,02 мл, титрування закінчують і проводять розрахунок, враховуючи, що титрувати тільки аліквотних частину.

  1. МЕТОДИ КИСЛОТНО - основного титрування

Методи засновані на взаємодії кислот з основами, в результаті яких змінюється характер середовища. У загальному вигляді процес може бути виражений реакцією нейтралізації:

Н + + ОН - = Н 2 О або Н 3 О + + ОН - = 2Н 2 О

Реакції такого типу протікають з великою швидкістю, суворо стехіометрічно, тому даний метод характеризується високою точністю (похибка складає 0,1-0,2%).

Методи кислотно-основного титрування дозволяють визначити зміст великого числа органічних і неорганічних сильних і слабких кислот і основ, а також солей, які піддаються гідролізу.

При титруванні використовують робочі розчини кислот або підстав. Найчастіше їх готують приблизної концентрації, а точну концентрацію встановлюють за допомогою стандартних речовин шляхом титрування.

    1. Приготування розчину соляної кислоти

Розчин готують з концентрованої соляної кислоти (~ 34,18%) шляхом розведення. Приготувати розчин НСl точно заданої концентрації технічно важко, тому що концентрація кислоти у вихідному розчині вказується наближено (розчин НСl гігроскопічний), тому готується розчин приблизної концентрації ~ 0,1 М (розведений) з концентрованого розчину.

За законом еквівалентів: q конц.НСl = q разб.НСl або

V конц.НСl · ρ · ω · 1000

= N разб.НСl V разб.НСl, звідки

100% · М е НСl

N разб.НСl V разб.НСl 100% М е НСl 0,1 250 100 36,5

V конц.НСl = ------------ = -------------- ≈ 2,3 мл.

ρ ω 1000 1,17 34,18 1000

Розрахований обсяг концентрованої соляної кислоти вливають циліндром у склянку на 250 мл до 247 ÷ 248 мл дистильованої води. Склянку закривають скляною притертою пробкою і розчин ретельно перемішують. При роботі з кислотою необхідно дотримуватися всіх заходів обережності!

2.2. Стандартизація 0,1 М розчину НСl

В якості стандартного речовини використовують кристалічний тетра-борат натрію (буру), який зберігають таким чином, щоб його складу точно відповідав хімічною формулою Na 2 B 4 O 7 · 10 H 2 O.

Титрування засноване на сумарної реакції:

2НСl + Na 2 B 4 O 7 + 5 H 2 O = 4 H 3 BO 3 + 2 NaCl

За реакцією співвідношення моль реагентів становить:

n (НС l) = 2n (Na 2 B 4 O 7) = n Na 2 B 4 O 7),

т.е фактор еквівалентності бури f екв (Na 2 B 4 O 7 · 10Н 2 О) = ½.

У точці еквівалентності розчин містить суміш NaCl та вільної борної кислоти H 3 BO 3, тому величина рН розчину визначається присутністю слабкої кислоти H 3 BO 3. Нехтуючи зміною обсягу в процесі титрування та враховуючи, що показник рК I борної кислоти дорівнює 9,24, розраховуємо рН розчину в точці еквівалентності:

рН = ½ рК кисл - ½ lg N кисл. = ½ ∙ 9,24 - ½ lg 10 -1 = 5,12

Скачок титрування відповідає рН = 4,0 ÷ 6,2. Отже, для титрування найкраще підійдуть індикатори метиловий червоний (рТ = 5,5) і метиловий оранжевий (рТ = 4).

2.2.1. Приготування розчину тетраборату натрію

Розрахунок інтервалу навішування бури здійснюється на підставі закону еквівалентів: q (Na 2 B 4 O 7 · 10Н 2 О) = q (HCl).

При розрахунках необхідно враховувати, що титрується тільки 1 / 10 частина навішення бури:

m н (Na 2 B 4 O 7 10H 2 O) N (HCl) V (HCl)

-------------------------- = ---------------------

10 M е (Na 2 B 4 O 7 10 H 2 O) 1000

Для зменшення відносної помилки визначення навіска бури повинна бути такої величини, щоб на її титрування витрачається об'єм робочого розчину, не перевищує обсягу бюретки. Краще, щоб обсяг перебував у середній частині бюретки. Якщо бюретка розрахована на 10 мл, то обсяг робочого розчину повинен бути не менше 5 і не більше 7 мл. Підставляючи в наведену формулу відповідні обсяги кислоти V 1 = 5 мл і V 2 = 7 мл, при розрахунку отримаємо інтервал наважок m 1 ÷ m 2, м.

Розраховану наважку бури зважують на аналітичних вагах демпферних (див. 1.5) і переносять у мірну колбу. Решта на воронку кристали бури змивають гарячою (60-70 ° С) дистильованої водою (30-35 мл), вміст колби перемішують круговими рухами до повного розчинення кристалів в гарячій воді, розчин у мірній колбі охолоджують до кімнатної температури за допомогою холодної водопровідної води і потім обсяг в мірній колбі доводять до мітки. Колбу закривають пробкою, і розчин ретельно перемішують.

2.2.2. Визначення точної концентрації розчину соляної кислоти

Бюретку заповнюють робочим розчином НСl (див. 1.4). Аликвотную частина розчину бури з мірної колби переносять піпеткою в конічну колбу для титрування. До розчину додають 1 краплю метилового оранжевого і титрують розчином кислоти до переходу забарвлення індикатора з жовтої в помаранчеву від однієї надлишкової краплі кислоти. Обсяг кислоти записують в робочий зошит (V 1, мл). Титрування повторюють тричі і розраховують середній обсяг V ср (НСl), мл, який пішов на титрування аликвотной частини навішування бури.

За результатами титрування проводять розрахунок точної концентрації приготованого розчину НСl:

1000 m н (Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O)

N (HCl) = --------------------------------------------

10 M е (Na 2 B 4 O 7 10H 2 O) V ср (НС l)

Робочий розчин НСl з встановленим титром зберігають для виконання лабораторних робіт.

    1. Приготування розчину гідроксиду натрію

Приготувати розчин NaOH точно заданої концентрації неможливо, так як NaOH взаємодіє з СО 2 і Н 2 О, що містяться в повітрі, а тому не відповідає хімічною формулою. Розчин готують приблизної концентрації ~ 0,1 н з 1н розчину NaOH шляхом розведення.

За законом еквівалентів: q конц. NaOH = q разб. NaOH або

N конц. NaOH V конц.NaOH = N разб. NaOH · V разб. NaOH

Підставивши відповідні значення концентрацій і обсягу, отримаємо рівність: 1 V конц.NaOH = 0,1 250, звідки V конц.NaOH = 25 мл.

Таким чином, для приготування 250 мл робочого розчину NaOH в чисту склянку циліндром відміряють (250 - 25 = 225 мл) дистильованої води і туди ж додають 25 мл 1н розчину NaOH. Приготований розчин щільно закривають скляною притертою пробкою і ретельно перемішують.

    1. Стандартизація 0,1 н розчину NaOH

В якості стандартного речовини використовують кристалічну щавлеву кислоту, яку зберігають таким чином, щоб її складу точно відповідав хімічною формулою Н 2 С 2 О 42 О.

Титрування засноване на реакції:

2 NaOH + Н 2 С 2 О 4 = Na 2 З 2 О 4 + 2Н 2 О

оксалат натрію

За реакцією співвідношення моль реагентів становить:

n (NaOH) = 2n (Н 2 С 2 О 4) = n H 2 С 2 О 4), тобто f екв2 С 2 О 4) = ½.

У точці еквівалентності розчин містить сіль Na 2 З 2 О 4, яка піддається гідролізу, і воду. Нехтуючи зміною обсягу в процесі титрування та враховуючи, що рК II щавлевої кислоти 4,19, розраховують рН розчину в точці еквівалентності:

рН = 7 + ½ рК II + ½ lg N солі = 7 + ½ · 4,19 + ½ ∙ lg 10 -1 = 8,595.

Отже, для титрування підійде індикатор фенолфталеїн (рТ = 9).

      1. Приготування розчину щавлевої кислоти

Розрахунок інтервалу навішування щавлевої кислоти m 1 ÷ m 2 здійснюють на підставі закону еквівалентів: q (Н 2 С 2 О 4) = q (NaOH) і c урахуванням аликвотной частини кислоти за методикою (див. 2.2.1):

m н2 С 2 О 4 · 2 H 2 O) N (NaOH) · V (NaOH)

----------------------------- = -------------------- ------

10 M е2 С 2 О 4 2 H 2 O) 1000

Розраховану наважку зважують на аналітичних демпферних вагах. У мірну колбу зі щавлевою кислотою порціями додають, обмиваючи воронку, 30-35 мл дистильованої води. Вміст в колбі перемішують круговими рухами до повного розчинення всіх кристалів кислоти. Потім розчин у колбі доводять до мітки, колбу закривають пробкою, і розчин ретельно перемішують.

      1. Визначення точної концентрації розчину гідроксиду натрію

Бюретку заповнюють робочим розчином NаОН (див. 1.4). Аликвотную частина розчину щавлевої кислоти з мірної колби піпеткою переносять у конічну колбу для титрування, додають 1 краплю фенолфталеїну і титрують розчином NаОН (див. 1.6). Титрування закінчують при появі блідо-рожевого забарвлення розчину від однієї надлишкової краплі лугу. Об'єм розчину, який пішов на титрування, записують в робочий зошит (V 1, мл). Титрування повторюють тричі і розраховують середній обсяг лугу V ср (NаОН), мл, який пішов на титрування аликвотной частини навішування щавлевої кислоти.

За результатами титрування проводять розрахунок точної концентрації приготованого робочого розчину NаОН:

1000 m н2 С 2 O 4 · 2 H 2 O)

N (N АТ H) = ---------------------------------

10 M е2 С 2 O 4 · 2 H 2 O) · V ср (NаОН)

Розчин NаОН до встановленого титром зберігають для подальшого виконання лабораторних робіт.

    1. Стандартизація робочих розчинів потенціометричним методом

При проходженні реакції нейтралізації відбувається зміна характеру середовища (рН) розчину. Зміна значення рН титруемой розчину при додаванні робочого розчину графічно відображається при побудові кривої титрування. Поблизу точки еквівалентності в момент, коли кількість доданого робочого розчину відрізняється на ± 0,1% від еквівалентного обсягу, спостерігається різка зміна рН розчину - стрибок титрування. Він може бути зафіксований безиндікаторним потенціометричним методом по зміні різниці потенціалів між двома електродами - індикаторним і стандартним, опущеними в аналізований розчин (див.розділ 6). При визначенні значення рН в якості індикаторного використовують скляний електрод (мембранний), а в якості стандартного - хлорсеребряного електрод (металевий електрод II-го роду). Для проведення аналізу необхідно зібрати схему гальванічного елемента:

1. При визначенні концентрації робочого розчину НСl за стандартним речовині тетраборат натрію

Ag │ AgCl, HCl, OH -, KCl, AgCl │ Ag У бюретці робочий розчин

скляний исслед. хлорсеребряного НСl

електрод р-р електрод

  1. При визначенні концентрації робочого розчину NаОН по стандартному речовині щавлевої кислоти

Ag │ AgCl, HCl, H +, KCl, AgCl │ Ag У бюретці робочий розчин

скляний исслед. хлорсеребряного NаОН

електрод р-р електрод

Методика аналізу

Аликвотную частина розчину стандартного речовини переносять піпеткою в стакан для титрування. Обсяг в склянці доводять до 50 мл дистильованою водою. Стакан поміщають на столик рН-метра, опускають у склянку електроди і магнітний стрижень, на штативі зміцнюють бюретку з робочим розчином. Включають магнітну мішалку (необхідно відрегулювати швидкість обертання магнітного стержня, щоб виключити розбризкування розчину) і титрують досліджуваний розчин робочим розчином, додаючи його порціями по 0,2 мл. Обсяг доданого розчину і відповідні свідчення рН-метра заносять в таблицю (див.розділ 6). Після досягнення стрибка титрування продовжують титрування і додають ще 2-3 порції робочого розчину. За отриманими даними будують криву титрування на міліметровому папері в координатах "рН - V раб.р-ра" і визначають еквівалентний об'єм робочого розчину (V екв). Більш точне значення V екв визначають при побудові за експериментальними даними диференціальної кривої в координатах рН / ΔV - V '". Значення V екв робочого розчину підставляють у розрахункову формулу для обчислення концентрації робочого розчину:

1000 · m н (станд. в-ва)

N потенц. = ---------------------------------------------

10 · М е (станд. в-ва) · V екв (роб. розчину)

За розрахованими значеннями N потенц та N індикац обчислюють відносну похибку визначення Δ% (вона не повинна перевищувати 5%), вважаючи результат потенціометричного визначення більш достовірним:

N потенц - N індикац

Δ = --------------------- · 1 00%

N потенц

Лабораторна робота № 1

"Визначення вмісту КОН в розчині"

В основі визначення лежить реакція нейтралізації:

КОН + НСl = КСl + Н 2 О

раб. р-р

n (КОН) = n (НСl), отже f екв (КОН) = 1.

Титрування лугу робочим розчином НСl проводять індикаторним способом. Для виконання завдання студенти самостійно обирають відповідний індикатор із запропонованого списку індикаторів. Для цього необхідно розрахувати стрибок титрування і порівняти це значення з рТ індикатора. Інтервал рН зміни забарвлення індикатора повинен захоплювати хоча б одну точку стрибка титрування.

Методика аналізу

Розчин завдання отримують в чисту мірну колбу, доводять до мітки дистильованою водою, закривають колбу пробкою і ретельно перемішують.

У конічну колбу для титрування вносять піпеткою аликвотную частина розчину задачі, додають 1 краплю індикатора (за вибором) і титрують завдання робочим розчином НСl. Титрування закінчують в момент зміни забарвлення індикатора і записують в робочий зошит витрачений об'єм V 1 (НСl), мл. Титрування повторюють тричі і обчислюють середній обсяг V ср (НСl), витрачений на титрування аликвотной частини завдання.

Результати аналізу виражають у грамах змісту КОН в задачі:

N (НСl) · V ср (НСl)

m (КОН) = 10 · ----------------------- · М е (КОН), м.

1000

Лабораторна робота № 2

"Визначення вмісту сірчаної кислоти в розчині"

В основі визначення лежить реакція:

Н 2 SO 4 + 2NaOH = Na 2 SO 4 + 2H 2 O

роб. р - р

За реакції: n (NaOH) = 2n (H 2 SO 4) = n H 2 SO 4), т. е. f екв2 S О 4) = ½.

При титруванні Н 24 робочих розчином лугу точку еквівалентності визначають індикаторним методом. Відповідний індикатор підбирають із запропонованого списку після розрахунку стрибка титрування. Інтервал рН зміни забарвлення індикатора повинен захоплювати хоча б одну точку стрибка титрування.

Методика аналізу

Розчин завдання отримують в чисту мірну колбу, доводять до мітки дистильованою водою, закривають колбу пробкою і ретельно перемішують.

У конічну колбу для титрування вносять піпеткою аликвотную частина розчину задачі, додають 1 краплю індикатора (за вибором) і титрують завдання робочим розчином NаОН. Титрування закінчують в момент зміни забарвлення індикатора і записують в робочий зошит витрачений об'єм V 1 (NаОН), мл. Титрування повторюють тричі і обчислюють середній обсяг V ср (NаОН), витрачений на титрування аликвотной частини завдання.

Результати аналізу виражають у грамах змісту Н 24 в завданню:

N (NаОН) · V ср (NаОН)

m (Н 24) = 10 · ----------------------------- · М е24), г .

1000

Лабораторна робота № 3

"Визначення вмісту карбонату-і гідрокарбонату натрію при спільній присутності"

При титруванні суміші солей Nа 2 СО 3 та NаНСО 3 робочих розчином НСl реакція нейтралізації протікає у дві стадії. Спочатку карбонат переходить в гідрокарбонат:

2 СО 3 + НСl = NаНСО 3 + NаСl, f екв (Nа 2 СО 3) = ½

раб. р-р

а потім сумарний вміст гідрокарбонатів титруються до вугільної кислоти, яка самовільно розкладається на вуглекислий газ і воду:

NаНСО 3 + НСl = Н 2 О + СО 2 + NаСl f екв (NаНСО 3) = 1

раб. р-р

При цьому на кривій титрування спостерігатиметься два стрибки титрування: рН в першій точці еквівалентності ~ 8,35 (нейтралізація карбонату до гідрокарбонату), рН в другій точці еквівалентності ~ 3,85 (нейтралізація суми гідрокарбонат-іонів). Визначення у суміші карбонату-і гідрокарбонату натрію можна провести, використовуючи два індикатори: фенолфталеїн (рН інтервалу переходу забарвлення 8 ÷ 9,8) і метиловий оранжевий (рН інтервалу переходу забарвлення 3,1 ÷ 4,3). У присутності фенолфталеїну відтитровують половину Nа 2 СО 3. Якщо продовжити титрування в присутності метилового оранжевого, то будуть відтитровані НСО 3 - - іони, що утворилися з Nа 2 СО 3 та НСО 3 --іони власне NаНСО 3. Помітивши по бюретці обсяг кислоти, витрачений на титрування з фенолфталеїном V 1 (НСl), можна розрахувати вміст Nа 2 СО 3 в задачі: на титрування всієї Nа 2 СО 3 витрачається 2 · V 1 (НСl). Помітивши по бюретці обсяг кислоти при титруванні з метиловим оранжевим V 2 (НСl), можна розрахувати вміст NаНСО 3 в завданню: на титрування NаНСО 3 витрати [V 2 (НСl) - 2 · V 1 (НСl)].

Методика аналізу

Розчин завдання отримують в мірну колбу, розбавляють до мітки дистильованою водою і ретельно перемішують. Піпеткою переносять аликвотную частина завдання в конічну колбу для титрування, додають 1 краплю фенолфталеїну і обережно титрують робочим розчином НСl до переходу забарвлення індикатора з рожевої в безбарвну. Записують в робочий зошит V 1 (НСl). До знебарвиться розчину додають 1 краплю метилового оранжевого і продовжують титрування розчином НСl до переходу забарвлення індикатора із жовтого на помаранчеву. У робочий зошит записують значення V 2 (НСl). Титрування повторюють не менше трьох разів з новими порціями завдання. Розраховують середні значення V 1 (НСl) і V 2 (НСl), які використовують при розрахунку результатів аналізу:

N (НСl) · 2V 1 (НСl)

m (Nа 2 СО 3) = 10 · ----------------------- · М е (Nа 2 СО 3), г

1000

N (НСl) · [V 2 (НСl) - 2 ∙ V 1 (НСl)]

m (NаНСО 3) = 10 · ---------------------------------------- · М е. (NаНСО 3), м.

1000

Лабораторна робота № 4

"Визначення вмісту соди в суміші з хлоридом натрію"

Хлорид натрію у водному розчині не піддається гідролізу, тому робочий розчин НСl буде реагувати тільки з Nа 2 СО 3. Реакція йде у дві стадії (див. попередню роботу) і її завершення може бути зафіксовано за індикатором метиловим оранжевим. У цьому випадку f екв (Nа 2 СО 3) = ½.

Підготовка до аналізу

Отримують завдання у вигляді суміші двох сухих солей. Розраховують наважку завдання, яке необхідно взяти, враховуючи, що на її титрування має витрачатися від 5 до 7 мл робочого розчину НСl (див. розділ 2.2.1). При розрахунку навішування не враховувати присутність в задачі домішки NаСl, т.к хлорид натрію не взаємодіє з НСl.

На аналітичних вагах зважують наважку суміші сухих солей, величина якої потрапляє в розрахований інтервал. Наважку переносять в мірну колбу, розчиняють в гарячій (60-70 º С) дистильованої воді, охолоджують, доводять до мітки і ретельно перемішують.

Методика аналізу

Аликвотную частина розчину завдання переносять піпеткою в колбу для титрування, додають 1 крапля метилового оранжевого і титрують робочим розчином НСl до переходу жовтого забарвлення в оранжеву. Результат титрування V 1 (НСl) записують в робочий зошит.

Титрування повторюють 2-3 рази а розраховують середнє значення V ср (НСl), який пішов на титрування аликвотной частини завдання.

Розрахунок вмісту соди в суміші проводять з урахуванням закону еквівалентів:

N (НСl) V ср (НСl)

m (Nа 2 СО 3) = 10 ---------- ------------- · М е (Nа 2 СО 3)

1000

m (Nа 2 СО 3)

ω (N а 2 СО 3) = -------------------------- · 100%

m н (Nа 2 СО 3 + NаСl)

Лабораторна робота № 5

"Визначення вмісту щавлевої кислоти в суміші з хлоридом натрію"

Робота виконується аналогічно лабораторній роботі № 4. Щавлеву кислоту титрують робочим розчином NаОН встановленої концентрації. Для визначення необхідно розрахувати інтервал навішування для щавлевої кислоти, нехтуючи присутністю хлориду натрію в задачі (хлорид натрію не взаємодіє з гідроксидом натрію). Визначення проводять аналогічно розділу 2.4. За результатами титрування розраховують вміст Н 2 С 2 О 4 в завданню, виражене в грамах:

N (NаОН) V ср (NаОН)

m (Н 2 С 2 О 4) = 10 · ---------------------------- · М е2 С 2 О 4 )

1000

m (Н 2 С 2 О 4)

ω (Н 2 С 2 О 4) = ------------------------ · 100%

m н2 С 2 О 4 + NаСl)

3. МЕТОДИ окисно-відновного титрування

3.1. Перманганатометрія

Робочим розчином методу є перманганат калію KMnO 4. Його окислювальна здатність залежить від умов реакції. Найбільшою окисної здатністю перманганат калію має до кислого середовища (Е º MnO 4 - / Mn 2 + = 1,51 B). У цьому методі індикатором служить сам титрант, так як перманганат-іони забарвлюють безбарвні розчини в рожевий колір навіть при концентрації ~ 10 -5 моль / л. Відносна похибка визначення за рахунок надлишку робочого розчину становить 0,1-0,2%. Через 10-15 с забарвлення може зникати внаслідок розкладу перманганату.

Робочий розчин KMnO 4 з точно заданої концентрацією не можна приготувати шляхом розчинення наважки кристалічного речовини в мірній колбі, так як в препараті і дистильованої воді завжди є домішки, що викликають його розкладання. Приготований розчин витримують кілька днів для окислення наявних домішок, відділяють від осаду MnО 2 - каталізатора розкладання перманганату з виділенням кисню, і зберігають, захищаючи від світла і зіткнення з речовинами органічного характеру: гумовими пробками, паперовими волокнами тощо 0,1 н розчин KMnO 4 вимагає стандартизації приблизно 1 раз на 3 місяці.

Для стандартизації розчину KMnO 4 як стандартного речовини, найчастіше, застосовують щавлеву кислоту (Н 2 С 2 О 4 · 2Н 2 О) або її сіль - оксалат натрію (Nа 2 С 2 О 4). Реакцію з оксалатами проводять в сірчано-кислої середовищі при нагріванні:

MnO 4 - + 8Н + + 5ē → Mn 2 + + 4Н 2 О │ 2

Н 2 С 2 О 4 - → 2СО 2 + 2Н + │ 5

Перші краплі розчину KMnO 4 знебарвлюються досить повільно. Потім реакція прискорюється утворюються іонами Mn 2 + (автокаталіз), і знебарвлення відбувається швидко. Каталітична дія, мабуть, викликано тим, що іони Mn 2 + і MnO 4 - утворюють активні сполуки марганцю проміжних ступенів окислення, що полегшують ступеневу протікання реакції.

Завдяки високій окисної здатності перманганату калію його стандартний розчин застосовують для визначення багатьох речовин.

3.2. Стандартизація розчину KMnO 4

В основі визначення лежить реакція:

5Nа 2 С 2 О 4 + 2 KMnO 4 + 8Н 24 = 2 MnSO 4 + 5Nа 24 + К 24 + 10СО 2 ↑ + 8Н 2 О

раб. р-р

У методі окислювально-відновного титрування фактор еквівалентності визначається кількістю відданих або приєднаних електронів. Для оксалату натрію напівреакцій окислення:

З 2 О 4 2 - - → 2СО 2 f екв (Nа 2 С 2 О 4) = ½

Підготовка до аналізу

У чисту склянку для зберігання розчинів отримують розчин перманганату калію з концентрацією ~ 0,05 мг-екв/мл. Отриманий розчин необхідно добре перемішати. Бюретку промивають і заповнюють отриманим розчином. Через інтенсивного забарвлення нульовий рівень розчину в бюретці встановлюють по верхньому меніску.

Інтервал навішування оксалата натрію розраховують за законом еквівалентів: q (Nа 2 С 2 О 4) = q (KMnO 4) (див. 2.2.1). Розраховану наважку зважують на аналітичних терезах і кількісно переносять в мірну колбу, розчиняють, доводять до мітки і ретельно перемішують.

Методика аналізу

Аликвотную частина розчину завдання піпеткою переносять в колбу для титрування, туди ж додають 5 мл сірчаної кислоти в розведенні 1: 4. Реакційна суміш нагрівають до 70-80 º С (поява парів води) і гарячий розчин титрують робочим розчином KMnO 4. Спочатку розчин з бюретки додають повільно, по краплях, домагаючись зникнення забарвлення попередньої краплі перманганату калію. Закінчують титрування в момент появи блідо-рожевого забарвлення, неісчезающая при перемішуванні протягом 1-2 хвилин. Результат титрування записують в робочий зошит. Визначення проводять не менше трьох разів, і за середнім результату на підставі закону еквівалентів з урахуванням аликвотной частини розраховують концентрацію розчину KMnO 4:

m н (Nа 2 З 2 О 4) 1000

N (1 / 5 KMnO 4) = ---------------------------------------

10 V ср (K М nO 4) · М е (Nа 2 С 2 О 4)

Лабораторна робота № 6

"Визначення заліза (II) і заліза (III) при спільній присутності із застосуванням редуктора"

Прямим титрування перманганатом калію можна визначити лише Fе 2 +, що виступає в якості відновника:

5Fе 2 + + K М nO 4 + 4Н 24 = 5Fе 3 + + MnSO 4 + 4Н 2 О + K +

раб. р-р

f екв (Fе 2 +) = 1, f екв (K М nO 4) = 1 / 5

При титруванні заліза (II) розчином перманганату калію можливе протікання побічної «сполученої» реакції між хлорид-іонами і перманганатом калію з виділенням вільного хлору (Е º (Сl 2 / 2Сl -) = 1,36 В):

10Сl - + MnO 4 - + 8Н + = Mn 2 + + 5Сl 2 ↑ + 4Н 2 О

При кімнатній температурі в багатьох випадках ця реакція з помітною швидкістю не йде. Однак у присутності іонів Fе 2 + вона каталітично прискорюється (індукується). Утворений хлор реагує з іонами заліза (II), але частково він випаровується, що призводить до підвищеної витрати перманганату калію.

Для зменшення похибки визначення в тітруемих розчин перед початком титрування додають "захисну суміш" Рейнгарда - Циммермана (Н 3 РО 4, Н 24 і MnSO 4). Сірчана кислота потрібна для підвищення кислотності. Фосфорна кислота зв'язує в безбарвний комплекс іони Fе 3 +, що надають розчину жовте забарвлення і ускладнюють спостереження надлишку перманганату наприкінці титрування. Іони Мn 2 + усувають утворення проміжних сполук, що беруть участь в окисленні хлорид-іонів.

Для визначення містяться в аналізованому розчині іонів Fе 3 + перманганатом калію необхідно попередньо відновити їх до Fе 2 +. Це можна здійснити за допомогою редуктора, заповненого амальгамірованним цинком:

2Fе 3 + + Zn 0 → 2 Fe 2 + + Zn 2 +

Амальгамірованний цинк виявляє значно меншу відновну здатність катіонів водню в кислих розчинах. Для амальгамирования цинку його гранули обробляють розчином нітрату ртуті (II). У результаті реакції: Zn 0 + Hg 2 + → Zn 2 + + Hg 0 кожна гранула цинку покривається шаром елементарної ртуті:

Hg 0 + Zn 2 + + 2ē → Zn (Hg).

Підготовка редуктора

Здійснюється у разі потреби. Як редуктора використовують ділильну воронку, частково заповнену амальгамірованним цинком. Редуктор з цинком двічі промивають розчином сірчаної кислоти в розведенні 1: 25 порціями по 10 мл. Кожен раз верхній штуцер ділильної воронки закривають пробкою, і суміш цинку з кислотою струшують. Промивної розчин відкидають у склянку для зливу. При зливі промивної кислоти через кран редуктора слід дотримуватися всіх запобіжних заходів при роботі з кислотами! Верхній штуцер ділильної воронки при цьому повинен бути відкритий.

Методика аналізу

Отриману завдання в мірній колбі доводять до мітки дистильованою водою і ретельно перемішують.

Аликвотную частина завдання переносять піпеткою в редуктор. Пробку редуктора ретельно закривають і струшують редуктор з розчином завдання протягом ~ 5 хв. (До знебарвлення розчину). При струшуванні кран пробку редуктора слід міцно притримувати обома руками щоб ​​уникнути втрати розчину завдання. Після закінчення відновлення тривалентного заліза пробку редуктора відкривають і пробу акуратно зливають в колбу для титрування через кран ділильної воронки. Кран закривають і двічі промивають редуктор розчином розведеної (1:25) сірчаної кислоти, додаючи її порціями по 10 мл (поверхня цинку повинна бути повністю закрита). Кожну порцію промивного розчину додають в колбу для титрування. При роботі з кислотою необхідно дотримуватися всіх заходів обережності! Потім в колбу для титрування за допомогою циліндра відміряють 5 мл захисної суміші і титрують аналізований розчин робочим розчином КМnО 4 до появи неісчезающая блідо-рожевого забарвлення розчину від однієї краплі робочого розчину. Отриманий результат V 1 (КМnО 4), мл - записують в робочий зошит. Титрування сумарного вмісту заліза проробляють двічі і обчислюють середній результат.

Іншу аликвотную частина завдання відразу переносять піпеткою в колбу для титрування, додають за допомогою циліндра 5 мл захисної суміші і титрують двовалентне залізо робочим розчином КМnО 4 до появи стійкого блідо-рожевого забарвлення від однієї краплі КМnО 4. Результат V 2 (КМnО 4), мл - записують в робочий зошит. Титрування двовалентного заліза проводять двічі і обчислюють середній результат.

За результатами титрування з урахуванням аликвотной частини розчину і закону еквівалентів розраховують масу дво-і тривалентного заліза:

V 2 (КМnО 4) · N (1 / 5 КМnО 4)

m (Fе 2 +) = 10 · ------------------------------- · М е (Fе)

1000

[V 1 (КМ n О 4) - V 2 (КМ n О 4)] · N (1 / 5 КМ n О 4)

m (Fе 3 +) = 10 · ----------------------------------------- ---------- · М е (Fе)

1000

3.3. Йодометрії

Робочим розчином методу є розчин молекулярного йоду I 2 в йодиді калію, який збільшує розчинність йоду у воді:

I 2 + I - = I 3 -

трійодід іон

Трійодід-іон є окислювачем середньої сили, який кількісно реагує з багатьма відновниками.

Трійодід-іон і молекулярний йод в окислювально-відновних процесах поводяться аналогічно, тому при складанні рівнянь реакцій, нехтують присутністю в розчині I 3 -, розглядаючи лише I 2. В основі йодометрической визначення лежить напівреакцій:

I 2 + 2ē → 2I - Е º (I 2 / 2I -) = 0,535 У

f екв (I 2) = ½

Розчин йоду готують з навішування приблизної концентрації. Його точну концентрацію можна визначити двома способами: за навішуванні стандартного речовини оксиду миш'яку (III) - способом прямого титрування, або за допомогою другого робочого розчину Nа 2 S 2 О 3 - способом зворотного титрування.

Багато відновники, такі як тіосульфати, сульфіди, арсеніти та ін, титрують стандартним розчином йоду. Часто пряме титрування неможливо через каталітичного прискорення реакції окислення визначуваного відновника киснем повітря. У цьому випадку вдаються до зворотного титрування: до розчину відновника додають надлишок робочого розчину йоду, а його не прореагували залишок титрують другим робочим розчином тіосульфату натрію Nа 2 S 2 О 3.

Сильні окислювачі визначають замінних титруванням: до аналізованого розчину додають в надлишку йодид калію і, якщо потрібно, кислоту. При цьому виділяється молекулярний йод у кількості, стехіометрічном окислителю. Утворився йод (заступник) титрують робочим розчином тіосульфату натрію. Пряме титрування сильних окислювачів розчином Nа 2 S 2 О 3 неможливо через утворення різноманітних продуктів окислення.

Реакція йоду з тіосульфатом має широке застосування в йодометрії:

I 2 + Nа 2 S 2 О 3 → 2NаI + Nа 2 S 4 О 6

Вона протікає швидко і стехіометрічно при кімнатній температурі в слабокислой середовищі або при рН <9. При титруванні сильнокислому розчинів потрібне інтенсивне перемішування, щоб уникнути розкладання тіосульфату з утворенням сірчистої кислоти, яка реагує з йодом, порушуючи стехіометрічность. У сильнощелочной середовищі протікають інші побічні реакції:

I 2 + 2NаОН → NаIО + NаI + Н 2 О;

3 N а I Про → N а I О 3 + 2 N а I;

N а 2 S 2 О 3 + 4 I 2 + 10 N АВН → 2 N а 2 S О 4 + 8 N а I + 5Н 2 О,

які спотворюють результати титрування.

Розчин тіосульфату натрію точно заданої концентрації не можна приготувати шляхом розчинення наважки промислового препарату Nа 2 S 2 О 3 ∙ 5Н 2 О в мірній колбі. Склад препарату не відповідає точно вказаною формулою, крім того, свіжоприготований розчин нестабільний. Основною причиною зміни його концентрації є діяльність тіонових бактерій, вона посилюється при підвищеній температурі і висвітленні. Поряд з цим тіосульфат натрію повільно реагує з розчиненою вуглекислотою і на світлі - з киснем повітря:

2 S 2 О 3 + Н 2 О + СО 2 → NаНСО 3 + NаНSО 3 + S ↓

2Nа 2 S 2 О 3 + О 2 → 2Nа 24 + S ↓

Свіжоприготований розчин тіосульфату натрію стерилізують додаванням невеликих кількостей НgI 2, хлороформу або амилового спирту, подщелачивают додаванням соди, захищають від світла і витримують протягом 7-10 днів. Якщо розчин не став каламутним, то він стійкий і його стандартизуються.

Стандартизацію розчину тіосульфату натрію проводять за допомогою стандартного речовини К 2 Сr 2 О 7. При надлишку КI і кислоти біхромат калію заміщається стехіометрічним кількістю молекулярного йоду q (К 2 Сr 2 О 7) = q (I 2), який потім титрують тіосульфатів натрію q (I 2) = q (Nа 2 S 2 О 3) і, отже, q (Nа 2 S 2 О 3) = q (К 2 Сr 2 О 7).

Реакція заміщення протікає повільно, для її прискорення беруть значний надлишок реагентів. Виділився йод мало розчинний у воді, але при надлишку йодид-іонів утворюється понад розчинне з'єднання трійдід-іон, що знижує пружність парів йоду (його летючість).

Забарвлення розчину йоду при малій концентрації недостатньо інтенсивна для точного визначення кінця титрування. Як чутливого індикатора застосовують свіжоприготовлений колоїдний розчин крохмалю, який утворює з молекулярним йодом адсорбційну з'єднання інтенсивно-синього кольору. При титруванні йоду тіосульфатом індикатор вводять в кінці титрування, коли концентрація йоду мала. Адсорбционное з'єднання, що утворюється при великій концентрації йоду, повільно реагує з тіосульфат-іоном і це призводить до підвищеної витрати тіосульфату натрію. Стандартний розчин тіосульфату натрію перевіряють кожні 1-2 місяці.

3.4. Стандартизація розчину тіосульфату натрію

В основі визначення лежать такі реакції:

K 2 Cr 2 O 7 + 6KI + 7H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 4K 2 SO 4 + 7H 2 O + 3I 2

станд. в - во

I 2 + 2Na 2 S 2 O 3 = Na 2 S 4 O 6 + 2NaI

роб. р - р

За рівнянню реакції: n (Na 2 S 2 O 3) = 6n (K 2 Cr 2 O 7) = n (1 / 6 K 2 Cr 2 O 7)

Розчин біхромату калію E º (Cr 2 O 7 2 - / 2 Cr 3 +) = 1.33 У готують за точної наважки в мірній колбі. Розрахунок інтервалу навішування проводять згідно з методикою (див.розділ 2.2.1) виходячи з приблизної концентрації розчину Na 2 S 2 O 3 = 0,05 мг-екв/мл.

Методика аналізу

У колбу для титрування поміщають 1 г йодистого калію, циліндром відміряють 5 мл 4 н сірчаної кислоти і відміряють піпеткою аликвотную частина приготовленого розчину біхромату калію.

Суміш в колбі для титрування перемішують круговими рухами до розчинення йодиду калію і для завершення реакції поміщають на 5 хв у темне місце.

Потім виділився йод титрують розчином тіосульфату натрію до отримання світло-жовтої (солом'яною) забарвлення, до розчину додають піпетку розчину крохмалю і продовжують титрування до зникнення синього забарвлення.

За результатами трьох титрування обчислюють середній обсяг V ср (Nа 2 S 2 О 3), мл і обчислюють концентрацію розчину. Стандартизований розчин тіосульфату натрію використовують для визначення точної концентрації робочого розчину йоду.

3.5. Стандартизація розчину йоду

В основі визначення лежить реакція:

I 2 + 2Na 2 S 2 O 3 = Na 2 S 4 O 6 + 2NaI

роб. р - р друга роб. р - р

За законом еквівалентів: q (I 2) = q (Nа 2 S 2 О 3)

Методика аналізу

У колбу для титрування з бюретки послідовно відміряють 4,0; 5,0 і 6,0 мл розчину йоду і титрують стандартизованим розчином тіосульфату натрію до появи світло-жовтого забарвлення розчину, потім додають піпетку розчину крохмалю і продовжують титрування до зникнення синього забарвлення.

На підставі отриманих результатів за законом еквівалентів розраховують концентрацію розчину йоду:

N (N а 2 S 2 О 3) V (N а 2 S 2 О 3) = N (I 2) V (I 2)

Лабораторна робота № 7

"Визначення гексаціаноферрат (II) калію"

Сутність визначення полягає у способі зворотного титрування: до аликвотной частини завдання додають відміряний надлишок розчину I 2. Його еквівалентну кількість взаємодіє з визначальним речовиною До 4 [Fе (СN) 6], а залишок титрують другим робочим розчином

N а 2 S 2 О 3, тобто q (К 4 [Fе (СN) 6]) = q (I 2) - q (N а 2 S 2 О 3).

Таким чином, дане визначення грунтується на наступних реакціях:

До 4 [Fе (СN) 6] + I 2 = К 3 [Fе (СN) 6] + 2КI + I 2

відміряно. залишок

надлишок

I 2 + 2Na 2 S 2 O 3 = Na 2 S 4 O 6 + 2NaI

залишок друга роб. р - р

Методика аналізу

Отриману завдання розбавляють в мірній колбі до мітки дистильованою водою і ретельно перемішують. Аликвотную частина завдання піпеткою переносять в колбу для титрування і додають з бюретки 10 мл робочого розчину йоду. Так як відміряють великий об'єм розчину йоду, то необхідно відбирати пробу не поспішаючи, щоб виключити можливу помилку натекания. Вміст колби перемішують і поміщають в темне місце на 5 хв для завершення реакції. Надлишок йоду титрують робочим розчином тіосульфату натрію, додаючи крохмаль наприкінці титрування. Титрування закінчують в момент зникнення синього забарвлення. Обсяг тіосульфату натрію, який пішов на титрування проби, записують в робочий зошит. Визначення повторюють тричі і розраховують середнє значення обсягу V ср (Na 2 S 2 O 3), мл. Результати аналізу виражають у грамах змісту До 4 [F е (С N) 6] в задачі:

V (I 2)N (I 2) V ср (Na 2 S 2 O 3)N (Na 2 S 2 O 3)

m (К 4 [F е (С N) 6]) = 10 ∙ │ - - │ ∙ М е4 [F е (С N) 6])

1000 1000

4. МЕТОДИ осадітельного титрування

Методи осадітельного титрування засновані на реакціях, що супроводжуються утворенням малорозчинних сполук. Вони класифікуються залежно від застосовуваного робочого розчину:

нітрату срібла (АgNО 3) - аргентометріі;

нітрат ртуті (I) (Нg 2 (NО 3) 2) - меркурометрія;

нітрат ртуті (II) (Нg (NО 3) 2) - меркуріметрія;

роданид калію (амонію) КSСN (NН 4 SСN) - роданометрія.

4.1 аргентометріі

Розчин нітрату срібла готують з точної наважки перекристалізованого солі АgNО 3 (х.ч.). Але так як титр розчину АgNО 3 змінюється при зберіганні, то його необхідно періодично перевіряти. Точну концентрацію розчину АgNО 3 встановлюють за стандартним речовині NаСl (х.ч.).

4.2 Стандартизація розчину нітрату срібла методом Мора

Метод Мора - це спосіб фіксування точки еквівалентності з застосуванням індикатора хромат калію (К 2 СrО 4). Цей метод застосовується лише для титрування в нейтральній або слабощелочной середовищі (рН = 6,5 ÷ 10,3), оскільки утворений в результаті реакції осад Аg 2 СrО 4 розчиняється в кислому середовищі через асоціації хромат-аніонів, а в лужному середовищі утворюється осад Аg 2 О. Обмеження методу пов'язане з можливою присутністю в розчині заважають іонів, що утворюють з хромат-аніонами або з катіонами срібла опади (Ва 2 +, Рb 2 +, Вi 3 +, РО 4 3 -, АsО 4 3 -, С 2 О 4 2 - тощо), відновників, здатних відновити СrО 4 2 - до Сr 3 + комплексоутворювачів іонів срібла.

Метод Мора застосуємо для визначення срібла, хлоридів і бромідів. Визначення йодидів і роданидов цим методом не проводиться, тому що утворюються опади АgI і АgSСN адсорбують іони СrО 4 2 -, що заважає фіксування точки еквівалентності.

В основі методу лежать реакції:

NаСl + АgNО 3 → АgСl ↓ + NаNО 3

раб.р-р білий

АgNО 3 + К 2 СrО 4 → Аg 2 СrО 4 ↓ + КNО 3

ізб.капля індикатор кірп.-кр.

За рівняння реакції і з урахуванням закону еквівалентів: q (NаСl) = q (АgNО 3).

Для проведення аналізу необхідно розрахувати інтервал навішування NаСl, припускаючи, що на титрування аликвотной частині цієї навішування витрачається від 5 до 7 мл робочого розчину нітрату срібла. Концентрація розчину АgNО 3 ~ 0,05 г-екв / л.

Розраховану наважку NаСl зважують на аналітичних вагах, переносять в мірну колбу, розчиняють, доводять до мітки і ретельно перемішують.

Методика аналізу

У колбу для титрування переносять аликвотную частина стандартного розчину NаСl, додають 1 крапля 5% розчину К 2 СrО 4 і титрують при енергійному перемішуванні розчином АgNО 3 до переходу жовтого забарвлення суспензії в рожеву (жовте забарвлення розчину додають хромат-іони). Титрування повторюють тричі і розраховують значення V ср (АgNО 3), мл. В процесі роботи всі відходи розчину АgNО 3 зливаються в спеціальну ємність для відходів солей срібла. Розчини солей срібла викликають хімічні опіки, тому необхідно дотримуватися обережності при роботі з ними. За даними титрування розраховують точну концентрацію розчину АgNО 3 з урахуванням закону еквівалентів:

1000 m н (NаСl)

N (АgNО 3) = ----------------------

10 М е (NаСl) V ср (АgNО 3)

4.3. Стандартизація розчину роданида амонію

Концентрацію розчину роданида амонію встановлюють по стандартизованого розчину АgNО 3 методом Фольгарда. У цьому методі точка еквівалентності фіксується за допомогою індикатора - розчину железоаммонійних квасцов (Fе (NН 4) (SО 4) 2 12Н 2 О), що містить невелику кількість концентрованої азотної кислоти для придушення гідролізу. При надлишку Fе 3 + і малій концентрації SСN - найбільш стійкий комплексний аніон [Fе (SСN) 6] 3 -, забарвлює розчин в інтенсивно червоний колір.

Метод Фольгарда заснований на реакції осадження іонів срібла роданид-іонами. Розчини солей срібла титрують розчином NН 4 SСN в присутності індикатора. Якщо точка еквівалентності не досягнута, то концентрації іонів SСN - мала і освіта комплексів [Fе (SСN) 6] 3 - не відбувається. При невеликому надлишку іонів SСN - комплекс утворюється і розчин над осадом набуває оранжево-червоне забарвлення:

АgNО 3 + NН 4 SСN → АgSСN ↓ + NН 43

раб.р-р другого раб.р-р білий

4 SСN + Fе 3 + = (NН 4) 3 [Fе (SСN) 6]

ізб.капля індикац. р-р оранжево-кр.

За рівняння реакції з урахуванням закону еквівалентів: q (АgNО 3) = q (NН 4 SСN).

Метод Фольгарда (пряме титрування) застосовується для визначення срібла. Для визначення бромідів та хлоридів застосовують спосіб зворотного титрування з використанням двох робочих розчинів: NН 4 SСN і АgNО 3.

Методика аналізу

У конічну колбу послідовно з бюретки відміряють 4,0; 5,0 і 6,0 мл розчину стандартизованого АgNО 3, циліндром вносять 2 мл 6 н НNО 3, розбавляють розчин, змиваючи всі краплі розчинів всередину колби дистильованою водою і додають 1 краплю розчину залізо -амонійних галунів.

Титрування проводять розчином роданида амонію, поступово доливаючи і різко струшуючи вміст колби, відокремлюючи розчин від осаду. Поблизу точки еквівалентності роданид амонію додають по краплях, кожну краплю ретельно перемішують і фіксують зміна кольору розчину над осадом.

Титрування проводять тричі і розраховують три значення концентрації розчину NН 4 SСN за якими обчислюють точну концентрацію розчину роданида амонію з урахуванням закону еквівалентів:

N (NН 4 SСN) V (NН 4 SСN) = N (АgNО 3) V (АgNО 3)

Лабораторна робота № 9

"Визначення броміду калію методом Фольгарда"

В основі визначення лежать реакції:

КВr + АgNО 3 → АgВr ↓ + КNО 3 + АgNО 3

відмер. хат. жовтий. залишок

АgNО 3 + NН 4 SСN → АgSСN ↓ + NН 43

залишок другий раб.р-р білий

4 SСN + Fе 3 + = (NН 4) 3 [Fе (SСN) 6]

ізб.капля індикац. р-р оранжево-кр.

Розрахунок утримання броміду калію здійснюється за рівняннями реакцій з урахуванням закону еквівалентів:

q (КВr) = q (АgNО 3) - q (NН 4 SСN)

Методика аналізу

У мірну колбу отримують завдання, доводять до мітки дистильованою водою і ретельно перемішують.

У конічну колбу для титрування піпеткою переносять аликвотную частину досліджуваного розчину, за допомогою бюретки відміряють 10 мл розчину АgNО 3, виключаючи можливу помилку натекания, циліндром відміряють 5 мл 6 н розчину НNО 3 та розбавляють розчин, змиваючи дистильованою водою зі стінок всі краплі розчину всередину колби для титрування.

Отриману суміш перемішують і чекають, поки бромід срібла осяде на дно. Додають 1 краплю насиченого розчину залізо-амонійних галунів. Надлишок АgNО 3 титрують розчином роданида амонію до переходу забарвлення розчину над осадом у червоно-рожевий.

У робочий зошит записують обсяг NН 4 SСN, який пішов на титрування.

Визначення повторюють тричі і обчислюють значення середнього обсягу роданида амонію V ср (NН 4 SСN), мл.

Результати аналізу виражають у грамах змісту КВr в задачі:

V (АgNО 3) N (АgNО 3) V ср (NН 4 SСN) · N (NН 4 SСN)

m (КВr) = 10 · │ ---------------------------- - ------------- -------- │ · М е (КВr)

1000 1000

Лабораторна робота № 10

"Потенціометричне визначення хлорид-, бромід-і йодид-іонів при спільній присутності"

Потенціометричне титрування, засноване на реакціях осадження, застосовується для визначення срібла, а так само хлоридів, бромідів, йодидів, роданидов і сульфідів. Як титр розчину застосовується робочий розчин АgNО 3. Електродом визначення служить срібний електрод - металевий індикаторний електрод I-го роду. Електродом порівняння служить хлорсеребряного електрод - металевий індикаторний електрод II-го роду.

Потенциометрический метод дозволяє визначити концентрації декількох іонів при їх сумісній присутності за умови, що ставлення розчинність утворюються при титруванні срібних солей повинно бути не менше 40.

При додаванні розчину АgNО 3 до досліджуваного розчину, що містить суміш хлорид-, бромід-і йодид-іонів, утворюються опади малорозчинних солей срібла. Значення твори розчинності галогенідів срібла різному. ПР АgI = 10 -16; ПР АgВr = 10 -13; ПР АgСl = 10 -10. При титруванні спочатку утворюється осад, у якого ПР має найменше значення (АgI), потім випадає осад АgВr, і останнім осідає АgСl. Осадження АgI буде відбуватися до тих пір, поки твір концентрацій Аg + і Вr - буде менше значення їх твори розчинності: С (Аg +) · С (Вr -) <ПР АgВr, де С (Вr -) - концентрація іонів брому в досліджуваному розчині. Осад броміду срібла почне утворюватися, коли концентрація іонів срібла в розчині настільки зросте, що С (Аg +) С (Вr -) = ПР ​​АgВr.

Концентрація іонів йоду в точці еквівалентності залежить від концентрації іонів брому у вихідному розчині. Чим вище концентрація іонів, тим більше буде помилка при титруванні. Якщо концентрації іонів брому і йоду однакові, то помилка титрування мінімальна.

Аналогічно в точці еквівалентності при осадженні броміду срібла помилка титрування залежатиме від концентрації іонів хлору у вихідному розчині. Помилка при титруванні в точці еквівалентності буде мала, якщо концентрація іонів хлору в досліджуваному розчині буде в 5 разів менше концентрації іонів брому.

Методика аналізу

У мірну колбу отримують розчин завдання, в яку попередньо для зменшення адсорбції іонів галогенідів на поверхні осаду було введено 25 мл 7% розчину нітрату барію. Обсяг в колбі дистильованою водою доводять до мітки і ретельно перемішують.

У стаканчик для титрування піпеткою вносять два аліквотних частини розчину задачі, обсяг у стаканчику доводять до 50 мл дистильованою водою і опускають туди срібний електрод. За допомогою сольових містків, що містять насичені розчини КСl і КNО 3 з'єднують реакційний посудину з хлоросрібні електродом.

Схема гальванічного елемента:

(-) Аg │ АgI, I -, Вr -, Сl - ║ КNО 3 ║ КСl ║ КСl, АgСl │ Аg (+)

серебр.ел-д ісслед.р-р хлорсеребр.ел-д

Включають магнітну мішалку, відрегулювати швидкість обертання, і вимірюють ЕРС гальванічного елемента за допомогою Іономіри. ЕРС ланцюга визначається: Е = φ ° АgНаl - φ ° хлорсер. - 0,058 lg З Наl -

Теоретичні основи потенціометричного титрування розглядаються в розділі 6. Титрування здійснюють робочим розчином АgNО 3 з встановленим титром, додаючи його по 0,2 мл. Результати вимірювання вносять в таблицю (див. розділ 6) і за отриманими даними на міліметровому папері будують інтегральну залежність Е = f (V раб.р-ра). За кривою визначають зразкове положення точок еквівалентності. Для знаходження еквівалентних обсягів будують диференціальну криву в координатах ДЕ / ΔV від V '. Інтегральна та диференціальна криві повинні бути побудовані в одному масштабі. Диференціальна крива матиме три максимуми. Провівши перпендикуляр від цих максимумів на вісь абсцис, знаходять значення трьох еквівалентних обсягів V 1 ', V 2' і V 3 точністю до 0,02 мл. Результати аналізу виражають у грамах галогенід-іонів в задачі:

V 1 'N (А gN О 3) · М е (I) · V до

m (I -) = ---------------------------------

1000 2V п

(V 2 '- V 1') N (А gN О 3) · М е (У r) · V до

m (Вr -) = --------------------------------------------

1000 2V п

(V 3 '- V 2') · N (А gN О 3) · М е (С l) · V до

m (Сl -) = -------------------------------------------- , де

1000 2V п

V 1 ', V 2', V 3 '- еквівалентні обсяги, мл;

V к - обсяг колби, мл;

V п - об'єм піпетки, мл.

5. МЕТОД КОМПЛЕКСОНОМЕТРІЧЕСКОГО Титрування

Комплексонометрія - розділ титриметрическим аналізу, заснований на реакціях комплексоутворення між визначеним іоном металу (М) і титранту (комплексоном).

Катіони металу (М), що містять вакантні d-орбіталі, реагують з донорами електронної пари - лігандами (L), утворюючи координаційні сполуки - хелати. Хелатообразующій ліганд з двома донорними групами, що беруть участь в утворенні координаційного зв'язку, називається бідентатним; ліганд з трьома донорними групами - трідентатним і т.д.

Хелатообразованіе завжди протікає в одну стадію, тоді як при утворенні комплексу утворюється кілька проміжних сполук.

В аналітичних цілях реакцію комплексоутворення можна використовувати, тільки якщо утвориться комплекс типу МL складу 1:1, у якому до кожного металу приєднався один ліганд, оскільки для таких систем характерно найбільша зміна значення РМ поблизу точки еквівалентності.

Найбільш широке застосування в комлексонометріі знайшли комплексони. Це поліамінокарбоновие кислоти, які утворюють з іонами металів комплексні сполуки: етилендіамінтетраоцтової кислоти (ЕДТУ) - комплексон II та її двонатрієва сіль (ЕДТА), яку називають комплексон III або трилон Б:

Препарат у вигляді білого розчинної у воді порошку є кристалогідратів складу Nа 2 Н 2 Т · 2Н 2 О, де Т - аніон ЕДТУ. ЕДТУ - слабка чотирьохосновним кислота (Н 4 Т), що характеризується чотирма ступенями дисоціації: рК I = 2,0; рК II = 2,67; рК III = 6,16; рК IV = 10,26. Близькі значення рК I і II рК показують, що відщеплення перших двох протонів протікає легше, ніж відщеплення двох, що залишилися.

Дана сіль відносно добре розчинна у воді і дисоціює, як сильний електроліт:

2 Н 2 Т → 2Nа + + Н 2 Т 2 -

Трилон Б взаємодіє з усіма катіонами металів II-IV аналітичних груп. Реакції взаємодії трилону Б з катіонами металів висловлюють рівняннями:

М 2 + + Н 2 Т 2 - МТ 2 - + 2Н +

М 3 + + Н 2 Т 2 - МТ - + 2Н +

М 4 + + Н 2 Т 2 - МТ + 2Н +

Таким чином, ЕДТА реагує з іонами металів з ​​утворенням комплексу 1:1, незалежно від заряду катіона. У результаті реакції взаємодії відбувається заміщення двох катіонів водню, тому f екв (М) = ½.

Зазначені рівноваги залежать від рН розчину. Для забезпечення повноти протікання реакції значення рН підтримують постійним, застосовуючи для цього відповідний буферний розчин. Чим вище заряд іона металу, тим міцніше утворюється комплексонатів і тим більше кисле середовище допускається в ході титрування.

Водні розчини комплексона III і більшості комплексонатів металів безбарвні. Кінець титрування зазвичай визначають за допомогою металліндікаторов. Це органічні речовини, що утворюють кольорові комплексні з'єднання з визначеним катіоном. Вільний індикатор і його комплекс з іоном металу пофарбовані неоднаково. Стійкість комплексу індикатора з металом повинна бути високою, але нижче стійкості комплексу металу з комплексоном.

Розчин трилону Б готують з висушеного при 80 ° С навішування. Для визначення точної концентрації розчину трилон Б використовують стандартний розчин МgSО 4, приготований з стандарт-титру або наважку металевого цинку, розчинену в соляній або сірчаної кислоти.

5.1. Стандартизація розчину трилон Б

Для визначення точної концентрації розчину трилон Б застосовується стандартний розчин сульфату магнію, приготований з стандарт-титру. Концентрація розчину МgSО 4 = 0,01 моль / л. Як індикатор використовується кислотний хромовий темно-синій. В основі визначення лежать реакції:

  1. освіта комплексу катіона магнію з індикатором:

рН ~ 9

Мg 2 + + Нind 2 - МgInd 2 2 - + 2Н +

синій винно-черв.

  1. освіта вища міцного комплексу катіона магнію з робочим розчином трилон Б з виділенням вільної форми індикатора:

    рН ~ 9

    МgInd 2 2 - + Nа 2 Н 2 Т 2 МgТ + 2Нind 2 -

    винно-черв. раб.р-р безбарвні. синій

    Методика аналізу

    У колбу для титрування послідовно з бюретки відміряється 4,0; 5,0 і 6,0 мл стандартного 0,01 М розчину МgSО 4, циліндром відміряється 5 мл аміачного буферного розчину, додається 1 крапля індикатора. Обсяг в колбі приблизно вдвічі розбавляється дистильованою водою, змиваючи краплі розчинів зі стінок всередину колби. Отриманий розчин титрують трилоном Б до переходу винно-червоного забарвлення розчину в синю. Розрахунок концентрації розчину трилону Б проводиться на основі закону еквівалентів:

    N (МgSО 4) V (МgSО 4)

    N (Nа 2 Н 2 Т) = ---------

    V (Nа 2 Н 2 Т)

    По трьох значень концентрації розчину трилон Б розраховується середнє значення концентрації цього розчину.

    Лабораторна робота № 11

    "Визначення вмісту Аl 3 + методом зворотного титрування"

    Метод визначення заснований на тому, що в кислому середовищі катіони алюмінію утворюють з трилоном Б міцне комплексне з'єднання (lg β = 16,13). Для руйнування гідратної оболонки комплексу та збільшення швидкості реакції утворення комплексонатів алюмінію проводять кип'ятіння розчину солі алюмінію з трилоном Б, взятому в надлишку. Після закінчення реакції надлишок трилону Б відтитровують стандарних розчином сульфату цинку. Як індикатор використовується ксиленоловий оранжевий, який в слабокислом розчині (рН ~ 5) у присутності уротропіну (гексаметілтетрааміна) має лимонно-жовте забарвлення. Від надмірної краплі розчину сульфату цинку забарвлення індикатора змінюється на червоно-рожеву за рахунок утворення комплексу цинку з індикатором.

    В основі визначення лежать такі реакції:

    рН ~ 5

    Аl 3 + + Н 2 Т 2 - АlТ 2 - + 2Н + + Н 2 Т 2 -

    отмерен.ізб. залишок

    Н 2 Т 2 - + ZnSО 4 ZnТ 2 - + 2Н +

    залишок другий раб.р-р

    ZnSО 4 + Нind 2 - ZnInd 2 2 - + 2Н +

    ізб.капля жовтий. красн.-троянд.

    За рівняння реакції і з урахуванням закону еквівалентів зміст алюмінію визначається:

    q (Аl 3 +) = q (Nа 2 Н 2 Т) - q (ZnSО 4).

    Методика аналізу

    У мірну колбу отримують розчин завдання, доводять до мітки дистильованою водою і ретельно перемішують. У колбу для титрування піпеткою переносять аликвотную частину завдання, додають з бюретки 10 мл робочого розчину трилон Б і 3 мл 2 н розчину НNО 3. Колбу накривають скляною лійкою та розчин кип'ятять протягом 5 хв. Потім воронку над колбою обполіскують дистильованою водою, щоб виключити втрати розчину, і розчин охолоджують до кімнатної температури. У колбу для титрування додають 2 г попередньо зваженого на технічних вагах уротропіну. Вміст колби перемішують круговими рухами до розчинення уротропіну і додають на кінчику шпателя ксиленоловий помаранчевий. Суміш титрують другим робочим розчином ZnSО 4 до переходу забарвлення індикатора з жовтої в червоно-рожеву. Розрахунок вмісту алюмінію (III) в задачі проводять за середнім результатом, отриманим з даних титрування трьох паралельних дослідів:

    N (Nа 2 Н 2 Т) · V (Nа 2 Н 2 Т) N (ZnSО 4) · V (ZnSО 4)

    m (Аl 3 +) = 10 · │ ----------------------------- - -------- │ · М е (Аl)

    1. 1000

    Лабораторна робота № 12

    "Визначення загальної жорсткості води"

    Наявність Са 2 + і Мg 2 + в природних водах визначає їх жорсткість. Розрізняють карбонатну (тимчасову) і некарбонатну (постійну). Перша обумовлена ​​присутністю бікарбонатів (Са (НСО 3) 2 і Мg (НСО3) 2), друга - сульфатами (СаSО 4 і МgSО 4) або їх хлоридами (СаСl 2 і МgСl 2). Карбонатну жорсткість усувають кип'ятінням або додаванням до води гідроксиду кальцію:

    Са (НСО 3) 2 + Са (ОН) 2 → 2СаСО 3 ↓ + 2Н 2 О

    Постійну жорсткість усувають додаванням до води соди:

    СаSО 4 + Nа 2 СО 3 → СаСО 3 ↓ + Nа 24

    Сума тимчасової і постійної жорсткості води становить загальну жорсткість, виражену мг-екв іонів Са 2 + і Мg 2 + на 1л води.

    В основі визначення лежать реакції:

    Мg 2 + + Нind 2 - МgInd 2 2 - + 2Н +

    синій винно-черв.

    Са 2 + + Нind 2 - СаInd 2 2 - + 2Н +

    синій винно-черв.

    рН ~ 9

    (Са) МgInd 2 2 - + Nа 2 Н 2 Т 2 (Са) МgТ + 2Нind 2 -

    винно-черв. раб.р-р безбарвні. синій

    Методика аналізу

    Пробу води у мірній колбі доводять до мітки дистильованою водою і ретельно перемішують. У колбу для титрування піпеткою відміряють аликвотную частину досліджуваного розчину, додають 5 мл аміачного буферного розчину, розбавляють дистильованою водою, змиваючи краплі розчинів зі стінок всередину колби, і 1 краплю хром темно-синього.

    Суміш титрують стандартним розчином трилону Б до переходу забарвлення індикатора з винно-червоного в синю. Визначення повторюють тричі і обчислюють значення середнього обсягу трилону Б V ср (Nа 2 Н 2 Т), мл.

    Результати визначення висловлюють сумарною кількістю міліграм-еквівалентів (q) іонів кальцію і магнію в одному літрі досліджуваної проби:

    V ср (Nа 2 Н 2 Т) · N (Nа 2 Н 2 Т) · 1000

    q = -----------------------------------------,

    V п

    де V п - об'єм піпетки, мл.

    6. Потенціометричним методом АНАЛІЗУ




    1. Індикаторний скляний електрод

    2. Насичений хлорсеребряного електрод

    3. Досліджуваний розчин

    4. Магнітна мішалка

    5. Магнітний стрижень

    Рис. 1. Осередок для визначення рН розчину

    1. Індикаторний срібний електрод. 2. Насичений хлорсеребряного електрод. 3. Досліджуваний розчин. 4. Магнітна мішалка. 5. Магнітний стрижень. 6. Бюретка з робочим розчином AgNO 3. 7. Містки. 8. Штатив.

    Рис. 2. Осередок для визначення галогенід-іонів.

    Установка для потенціометричного титрування складається з зовнішнього джерела струму, чутливого гальванометра (або постійного підсилювача), електролітичної комірки і реєструючого приладу зі шкалою в одиницях рН або вольтах (див. рис. 1 і 2).

    6.4. Правила роботи на рН-метрі-мілівольтметри

    У потенциометрическом титруванні замість потенціометрів можна використовувати рН-метри. рН-метр-мілівольтметр типу рН-673М дозволяє проводити аналіз методом прямого потенціометричного титрування. Шкала приладу отградуірована в одиницях рН або мВ і дозволяє працювати в діапазоні рН -1 ÷ 14 і в діапазоні потенціалів -1400 ÷ 1400 мВ.

    Прилад готовий до роботи через 30 хв після включення в мережу.

    Приступаючи до роботи, необхідно ретельно промити електроди дистильованої водою, переконатися в правильності складання електр-чеський ланцюга, а також у тому, що електроди надійно закріплені і занурені у розчини, відрегулювати швидкість обертання мішалки, щоб виключити розбризкування розчину.

    При малому обсязі аналізованого розчину в стакан додають дистильовану воду для того, щоб кінці електродів були занурені в розчин.

    При відліку показань значень рН орієнтовні вимірювання проводять по нижній шкалі приладу в діапазоні -1 ÷ 14.

    На підставі отриманого попереднього значення рН точні вимірювання необхідно проводити в одному з вузьких діапазонів (-1 ÷ 4, 4 ÷ 9 або 9 ÷ 14), при цьому відлік проводять по верхній шкалі.

    При вимірі потенціалів (+ mV або-mV) також спочатку орієнтовно оцінюють величину потенціалу по нижній шкалі приладу, а при точному визначенні показань по верхній вибраної шкалою у відповідному вузькому діапазоні, отримані значення множать на 100.

    6.5. Обробка результатів потенціометричного титрування

    При проведенні потенціометричного титрування за бюретці відзначають обсяг доданого робочого розчину (V, мл), а за шкалою потенціометра (рН-метра-мілівольтметри) отримані значення рН або потенціал (Е, мВ). Результати титрування заносять в табліцу1 або 2.

    Табл. 1

    п / п V, мл рН ΔV, мл Δ рН Δ рН / ΔV V ', мл

    1 2 3 4 5 6 7

    1 0,00 2,06

    2 0,20 2,10 0,20 0,04 0,08 0,10

    3 0,40 2,15 0,20 0,05 0,10 0,30

    4 0,60 2,22 0,20 0,07 0,14 0,50

    ...

    Табл. 2

    п / п V, мл Е, мВ ΔV, мл Δ Е, мВ Δ Е / ΔV V ', мл

    1 2 3 4 5 6 7

    1 0,00 -206

    2 0,20 -198 0,20 8 26,6 0,10

    3 0,40 -188 0,20 10 33,3 0,30

    4 0,60 -148 0,20 40 133,3 0,50

    ...

    У графу 2 таблиці записують обсяг доданого робочого розчину (V, мл), в графу 3 - усталене при цьому значення рН або Е (мВ). До граф 4-7 записують результати обробки первинних експериментальних даних. У графу 4 - різниця обсягів титранта між двома наступними значеннями другого графи (крок титрування); в графу 5 - різниця показань приладу між двома наступними значеннями графи 3; графа 6 - результат ділення значення графи 5 на значення графи 4; в графу 7 (V ', мл) поміщають значення, розраховані як середнє арифметичне двох наступних значень графи 2.

    Титрування вважають закінченим, коли після досягнення максимальних значень Δ рН або Δ Е додано ще не менше трьох порцій робочого розчину. За даними титрування будують на міліметровому папері дві криві: у координатах "рН - V" або "Е - V" - інтегральну криву; в координатах рН / ΔV - V '" або Е / ΔV - V'" - диференціальну криву. За диференціальної кривої знаходять значення еквівалентного обсягу робочого розчину (V екв, мл), яке використовують для розрахунків результатів аналізу (рис.3).

    Якщо в процесі титрування відбувається послідовне титрування декількох іонів (наприклад, галогенідів розчином АgNО 3), то на диференціальної кривої будуть спостерігатися кілька максимумів, кожному з яких буде відповідати свій еквівалентний об'єм (рис. 4). У цьому випадку передбачається, що титрування кожного наступного іона відбувається лише після повного осадження попереднього іона.

    Рис. 3. Графіки залежності рН від обсягу доданого титранту.

    1 - Інтегральна крива 2 - Диференціальна крива

    Рис. 4. Графіки залежності електродного потенціалу від обсягу доданого титранту.

    1 - Інтегральна крива 2 - Диференціальна крива

    ЛІТЕРАТУРА

    1. Васильєв В.П., Морозова Р.П., Кочергіна Л.А. Практикум з аналітичної хімії. - М.: «Хімія», 2000. - 327 с.

    2. Пилипенко А.Т., П'ятницький І.В. Аналітична хімія. Т.I. - М.: «Хімія», 1990. - 479 с.

    3. Васильєв В.П. Аналітична хімія. Т.I. - М.: «Вища школа», 1989. - 319 с.

    4. Алексєєв В.М. Кількісний аналіз. - М.: «Хімія», 1972. -504 С.

    5. Крешков А.П. Основи аналітичної хімії. Т.2. - М.: «Хімія», 1976. - 480 с.

    Додати в блог або на сайт

    Цей текст може містити помилки.

    Хімія | Методичка
    218.5кб. | скачати


    Схожі роботи:
    Аналітична хімія
    Аналітична хімія
    Аналітична хімія її предмет завдання значення та основні поняття Організація аналітичного контролю
    Хімія і Стоматологія Хімія у моїй майбутній професії
    Аналітична психологія
    Аналітична математика
    Аналітична психологія К Г Юнга
    Аналітична функція маркетингу
    Аналітична психологія Юнга
    © Усі права захищені
    написати до нас
    Рейтинг@Mail.ru