Е.Н. Дорохова, Г.В. Прохорова - Задачи и вопросы по аналитической химии (1037702), страница 21
Текст из файла (страница 21)
7-8.Кривая титрования 0.1000 Мраствора нитрата серебра0.1000 М раствором бромидакалия.4250100150 f, %164Глава 7. Титриметрпческпе методы анализаТаблица 7-9.Значения рВг при титровании 0.1000 М растворанитрата серебра 0.1000 М раствором бромида калияf.%050.090.099.099.9100.0He оттитровано ИзбытокВг". %[Вг-]100.0—50.0-10.0—1.00.1——[Br-] = 12.3-pAgТо же»»-[ВГ-] - y ^ A g B r )0.1100.1101.0110.0Формула расчета——1.010.0со(/-100)100[Br-] = 12.3-pAgТо же»рВг11.010.39.38.36.14.03.02.0Рис. 7-9.Кривая титрования 0.1000 Мраствора бромида калия 0.1000 Мраствором нитрата серебра.50100150 1, %Выбор индикатора и расчет индикаторныхпогрешностейОчень редко удается подобрать индикатор, окраска которого изменялась бы строго по достижении р Н или Е в точкеэквивалентности.
В результате возникает систематическая по-Выбор индикатора и индикаторные погрешности165грешность, поскольку титрование заканчивается либо раньше, либо позже точки эквивалентности. Правильный выбориндикатора позволяет свести погрешность к минимуму. Интервал перехода окраски индикатора должен лежать в пределах скачка титрования.
Границы скачка титрования определяются точностью титрования, обычно это ±0.1%, хотя могутбыть и иные требования. Для установления скачка нужно рассчитать значение изменяющегося параметра (рН, J5, рМ) принедотитровывании на 0.1% и при перетитровывании на 0.1%.Полезно уметь рассчитывать индикаторные погрешности титрования.Удобнее всего было бы выражать погрешность титрованиячерез разность объемов титранта, необходимого для достижения точки эквивалентности и затраченного для достиженияперехода окраски индикатора.
Практически это невозможно,так как известен только объем титранта, израсходованный натитрование с данным индикатором. Поэтому погрешность титрования выражают как разность между исходным количеством титруемого вещества и количеством его, оставшимсяпри достижении конечной точки титрования, рассчитаннымпо величине рН и Е в момент перехода окраски индикатора.Рассмотрим примеры вычисления индикаторных погрешностей титрования.Метод кислотно-основного титрованияТитрование сильной кислоты сильным основанием или наоборот. Пусть для титрования взято Vo мл раствора сильной кислоты с концентрацией CQ. Следовательно, исходное количеV .ство кислоты равноЕсли индикатор имеет рТ < р Н т э .
, то титрование заканчивается раньше точки эквивалентности; на это затрачиваетсяVT мл титранта. Следовательно, в момент перехода окраскииндикатора количество неоттитровашюй кислоты равно1000Нетрудно видеть, что [Н + ] = 10~ p I . Строго говоря, концентрация ионов водорода в растворе определяется не только не-166Глава 7. Титриметрические методы анализаоттитрованной кислотой, но и диссоциацией воды. Поэтомуследует ввести поправку на диссоциацию воды:х="ТооГ([н ]"[ о н3) =[я"Тооо" \]'Щ)Отсюда относительная погрешность титрования равнаЕсли титранта добавлено больше, чем нужно для достиженияточки эквивалентности ([Н + ] <С ^/[Н" 1 "]), знак погрешностименяется.В большинстве случаев (за исключением титрованияочень разбавленных растворов и применения индикаторов срТ, очень близким к Н т .
э .) диссоциацией воды можно пренебречь и формулу упростить.Итак, при титровании сильной кислотыFА, % - - ( ° +(vn4-УТ)-10со VQРin-(14-PT)v).100, если Р Т > р Н т э(7-4)Для сильного основанияO~(14-PT)А, % = - v(Vn+^о -h vVT)) . IIU100^е с л ир Т>_5р Н тсо VoА, % = +( У°+Ут}'10CQVQР. ЮО, если рТ < рН т э(7-6)ПРИМЕР 11. Рассчитайте погрешность титрования 10.0мл0.1000 М раствора соляной кислоты 0.1000 М растворомгидроксида натрия с индикатором метиловым оранжевым(рТ 4.0).Решение.
В данном случае титрование закончено до достижения точки эквивалентности (рТ < рН т . э .) и погрешность титрования определяется количеством неоттитрованной кислоты. Расчет проводим по формуле (7-3), полагая, что израсходовано около 10 мл титранта:Выбор индикатора и индикаторные погрешности16712. Рассчитайте погрешность титрования 10.0 мл0.1000 М раствора соляной кислоты 0.1000 М раствором гидроксида натрия с индикатором фенолфталеином (рТ 9.0).ПРИМЕРРешение.
Поскольку рТ > р Н т э . , то раствор перетитрован.Следовательно, погрешность титрования определяется избыточным количеством добавленного титранта. По формуле (7-4) находим:20 0 • 1 ( Н 1 4 - 9 )13. Рассчитайте погрешность титрования 10.0 мл0.1000 М раствора гидроксида натрия 0.0500 М раствором соляной кислоты с индикатором тимолфталеином(рТ 10.0).ПРИМЕРРешение.
При применении индикатора тимолфталеина гидроксид натрия недотитрован, так как соляной кислотыдобавлено меньше, чем нужно для достижения точки эквивалентности (рТ > рН т . э # ). Учитывая, что на титрование10.0 мл 0.1 М раствора гидроксида натрия требуется примерно 20 мл 0.0500 М раствора соляной кислоты, по формуле (7-5) находим погрешность титрования:30.0 •Ю-(и-ю)10.0-1.000-Ю-1Титрование слабой кислоты сильным основанием.
Если длятитрования слабой кислоты сильным основанием применяютиндикатор с рТ > р Н т э . , погрешность в этом случае определяется избытком добавленного титранта, поскольку растворперетитрован. Следовательно для вычисления погрешностититрования пригодна формула (7-3), как и при титрованиисильной кислоты сильным основанием.ПРИМЕР 14. Рассчитайте погрешность титрования 0.1000 Мраствора уксусной кислоты 0.1000 М раствором гидроксида натрия в присутствии индикатора фенолфталеина(рТ 9.0).168Глава 7. Титриметрическне методы анализаРешение.
При титровании уксусной кислоты гидроксидом натрия в точке эквивалентности в растворе содержится ацетат натрия, поэтому рН равен 8.72 (см. пример 2). Поскольку в данном случае рТ > рН т э ., раствор перетитрован ипогрешность титрования равна20 0 • н Н 1 4 " 9 )д%+Если титрование слабой кислоты НА сильным основаниемведут в присутствии индикатора с рТ < р Н т э .
, то в моментперехода окраски индикатора остается недотитрованным некоторое количество кислоты НА. Равновесие между недотитрованной НА и образовавшимся в результате титрования сопряженным основанием А~ описывается константой кислотности НАi\[НА]Отсюданеоттитр.НАоттитр.НА[НА][Н+][А"]к$АЮ-РТЛНАаbПоскольку a + b = 100%. то относительная погрешность титрования составляет:- Д , % = —^— -100a +b15. Рассчитайте погрешность титрования 0.1000 Мраствора уксусной кислоты 0.1000 М раствором гидроксида натрия в присутствии индикатора метилового оранжевого (рТ 4.0).ПРИМЕРРешение.
Титрование закончено раньше точки эквивалентности, так как рНт.э. равен 8.72 (см. пример 4). Следовательно, в растворе в момент перехода окраски индикатора остается неоттитрованная уксусная кислота.[СНзСООН] _[Н+]_ 1 • 1Q-4 _ ^68[СНзСОО-] ~ Я&.гоон " 1-76 • 10-5 " 1Выбор индикатора и индикаторные погрешности169ОтсюдаД, % = [СНзСООН] = ^ — • 100 = - 8 5 %О.Do16. Найдите интервал скачка титрования 0.1000 Мраствора фенолята натрия 0.1000 М раствором соляной кислоты при относительной погрешности измерения объема±0.1% и выберите индикатор.ПРИМЕРРешение. Рассчитаем рН раствора при недотитровывании на0.1%, т.е.
при / = 0.999.рН = 7.00и при перетитровывании на 0.1%, т.е. при / = 1.001рН = 4.3Поскольку скачок титрования лежит в диапазоне рН от7.00 до 4.30, по таблицам интервалов перехода окраски индикаторов выбираем метиловый красный с интервалом рНперехода окраски 6.2 — 4.2.Метод окислительно-восстановительного титрованияДопустим, что для фиксирования конца титрования восстановителя (Redi) стандартным раствором окислителя (0x2) пореакции+ Ох 2 ^ Oxi + Red 2применяется окислительно-восстановительный индикатор синтервалом перехода окраски Е°нд — ±0.058/п. В момент изменения окраски индикатора Е = Е°пд иЕО=£;0, 0.058 ^ [О Х1 ]170Глава 7.
Титриметричсскис методы анализаЕсли Е£нд < # т .э. ? то часть Redi недотитрована и наблюдается отрицательная погрешность титрования (X, %), которуюможно рассчитать, по уравнению Нернста:o0.058_FoF100 - XЯсно, что, если Е°нд > £т.э>, наблюдается положительнаяпогрешность титрования (X, %), равнаяoFoF0.05810017. Вычислите погрешность титрования железа(П)раствором бихромата калия по дифениламршу в отсутствиефосфорной кислоты при рН 0.0 и в присутствии 1 М фосфорной кислоты.ПРИМЕР+ = +0-77В^инд = +0.76 ВРешение. Титрование железа(И) бихромат-ионом6Fe 2 + + Сг 2 О?~ + 14Н+ ^ 6Fe 3 + + 2Сг3+ + 7Н 2 Обудет закончено, когда потенциал системы станет равным+0, 76 В.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
