В.Н. Алексеев - Количественный анализ (1054949), страница 52
Текст из файла (страница 52)
Положим, что температура воды, наполнясощей колбу, равна 24'С. В последней графе табл. 6 против этой температуры стоит число 996,39. Оно показывает, сколько весит при 24'С (взвешивание в воздухе) вода, вмещаемая каким-.чнбо стеклянным сосудом, емкость которого при 20'С равна точно ! г. Для объема 250 мл это дает соответственно 996,39: 4 = = 249,!О г. Фактически же найденная масса (249 5о г) на 0,45 г больше указанной. Это значит, очевидно, что емкость данвой колбы на 0,45мл больше 250 мл, т.е. равна 250,45 мл "е. Взвешивание воды в мерной колбе нужно производить не менее трех раз, Результаты взвешивания не должны отличатьси более чем на 0,1 г.
Проверка емкости пнпеток. Измерив температуру дистиллированной воды, набирают ее в пипетку до метки, после чего выливают воду в предварительно взвешенный бюкс, При этом поступают точно так же, как и в дальнейшем при работе с пипеткой, т. е. соблюдая все указанные в 6 50 правила, в частности ни в коем случае не выдувая остающихся в пипетке капель жидкости. После этого бюкс закрывают крышкой и взвешивают. Взвешивание пустого бюкса и с водой проводят иа аналитических весах с точностью до 0,001 г. Опыт повторяют не менее трех раз (расхождения в результатах взвешивания не должны быть больше 0005 г) и из полученных велнчин берут средаее. Емкость пипетки вычисляют так же, как емность мерных колб.
Рис 42 Пипет- Проверка емкости бюреток. Емкости бюреток проверяют ка дли калибра либо последовательным взвешиванием вмещаемой ими до ~ния бюреток: различных делений воды, либо с помощью специальной пипет- с-шоретввс ки, присоединяемой к бюретке. Первый способ аналогичен рассмотренному выше способу проверки емкости пипеток. Из проверяемой бюретки выливают воду в интервалах 0 — 5 мл, 0 — 10 лсл и т.
д. до 0 — 50 мл в предварительно взвешенный бюкс, каждый раз взвешивая его с точностью до 0,00! г. Исходя нз найденных масс воды и ее температуры, обычным способом находят объемы и составляют таблицу поправок, которой и пользуются при работе с бюреткой. При втором методе к провернемой бюретке присоединяют, как показано на рнс.
42, специальную пипетку 2, которую прежде всего точно калибруют путем взвешивания вмещаемой ею между метками а и Ь воды. Взвешивание проводят на аналитических весах также с точностью до 0,001 г и повторяют не менее трех раз. Найдя таким образом точную емкость пипетки, устанавливают уровень воды в ней ва метке Ь, а в бюретне — точно на нуле. После этого, приоткрывая за- * Здесь применяется взвешивание ло способу замещения (см. $8) для устрапения погрешности от неравноплечестп весов. ** Это вычисление можно сделать и иначе, а именно поделив найденную на опыте массу воды в объеме колбы (т. е.
249,55) на массу воды, отвечающей объему 1 мл ее при данных условиях. Она равна 0,001 от 996,39, т, е. 0,99639. 211 Э 52. Нормальность растворов. Грамм-эквивалент Глава К Титриметрический (обьемный) анализ 210 жнм 3, наполняют пипетку водой до метки а. Записав отсчет по бюретке, при помощи зажима 4 выливают из пипетки воду до метки а в подставленный стакан или колбу. Снова так же наполняют пипетку и делают отсчет ко бюретке Эту операцию повторяют до тех пор, пока не дойдут до последних делений бюреткн. Сравнивая отсчеты по бюретке с отвечающими нм объемами (получаемыми путем умножения объема пипетки на число иаполиеянй ее), составляют таблицу (табл. 7). Таблица 7.
Калибрование бюретки Объсыьь мл Число наполнений бюрегкн Рпэпость обсыоэ Уг — У~ пзыерснныэ пипеткой Уг нэнсрснныс по бюрстнс Уг — О,ОЗ вЂ” 0,02 — 0,02 -0,01 +0,01 1,99 * 3,98 5,97 7,95 9,95 2,02 4,00 5,99 7,97 9,94 " Вслнчннп З,99 мл — сыность пипетки !УЗ), полУченнаЯ пРн сэ кзлнбРоээннн. Исс остэльныэ числа этой графы в оронзнсдснна объема нп число ннполнснпй пнпсгнп. Тэк, 9,99= З,99.9 н т. д. Из этих данных, округляя отсчеты по бюретке, находят поправни для прове.
рясной бюреткиг Отсчеты по бюретке, мл . Поправки, мл В дальнейшем при работе с этой бюреткой в результаты вносят соответстнуюшие поправки; можно также пользоваться графиком, построенным на основании результатов проверки бюретки н координатах отсчеты — поправка, 9 62. Нормальность растворов. Грамм-эквивалент Концентрацию растворов в тнтриметрическом анализе часто выражают через титр, т. е. указывают, сколько граммов растворенного вещества содержится в 1 мл раствора. Еще удобнее выражать их через нормальность.
Как известно, нормальностью называется число, показываю- и!ее, сколько грамм-эквивалентов растворенного вещества содержится в 1 л раствора. Из этого определения видно, что понятие «нормальность раствора» тесно связано с понятием «грамм-эквивалент», являющимся одним из важнейших понятий тнтриметрического анализа. Поэтому остановимся на нем подробнее. Грамм-эквивалентом (г-экв) какого-либо вещества называется количество граммов его, химически равноценное (эквивалентное) одному грамм-атому (или гралсм-иону) водорода в данной реакции.
Для нахождения грамм-эквивалента нужно написать уравнение реакции и вычислить, сколько граммов данного вещества отвечает в нем ! грамм-атому или ! грамм-иону водорода. Например, в уравнениях: НС1+КОН вЂ” э КС1+Н,О СНзСООН+ ЫаОН вЂ” ь СНзСООХа+ НЗО один грамм-эквивалент кислоты равняется одной грамм-молекуле — моль (36,46 г) НС! н одной грамм-молекуле СН,СООН (60,05 г), так как именно эти количества указанных кислот соответствуют при реакции одному грамм-иону водорода, взаимодействующего с ионами гидроксила щелочи. Соответственно грамм- молекулы Нз604 и НЗРО4 при реакциях: Н,ЗО, + 2МаОН вЂ” ь Хаг$04+ 2Н,О П,Р04 + ЗгцаОН вЂ” э ХазРОЗ + ЗНЗО отвечают двум (Н9604) и трем (НЗРОЗ) грамм-ионам водорода. Следовательно, грамм-эквивалент НЗЬОЗ равен г/з грамм-молекулы (49,04 г), а НЗРОЗ вЂ” з/з грамм-молекулы (32,66 г).
Как известно, молекулы двух- н многоосновных кислот ионизируют ступенчато и могут участвовать в реакциях не всеми ионами водорода, а только частью их. Понятно, что и величины грамм- эквивалентов их должны быть в этих случаях иными, чем для приведенных выше уравнений. Например, поскольку каждая молекула НЗРО, отдает в реакции: НзРОЗ + 21чаОН вЂ” э ЫагНРОЗ+ 2НЗО только 2 иона водорода, грамм-эквивалент ее составляет, очевидно, уже не з)з, а '!з грамм-молекулы (49,00 г).
Подобно этому, при реакции: Н,РО„+ ХаОН вЂ” ъ ХаНЗРО, + НЗО он равен грамм-молекуле НзРОЗ (97,99 г). Таким образом, в отличие от грамм-молекулы грамм-эквивалент не представляет собой постоянного числа, но зависит от реакции, в которой данное вещество участвует. Поэтому в приведенном выше определении понятия грамм-эквивалентна следует обратить особое внимание на слова «в данной реакции». Поскольку один грамм-ион (! г-ион) ОН реагирует с одним грамм-ионом Н' и, следовательно, эквивалентен последнему, грамм-эквиваленты оснований находят аналогично, но с той лишь разницей, что грамм-молекулы их приходится в этом случае делить на число участвующих в реакции ОН -ионов.
Например, грамм-эквиваленты оснований в реакциях: КОН + СНзСООН / СНзСООК + НЗО ЗВа(ОН), + 2НзРО, — ь Ва,(РО,)г+ бНЗО 2А1(Он)з + зн,БО, — ы А1г (80дз+ бнгО 213 Глава У. титриметрическиа (обьемныб) анализ 212 Э бх Нормолькость растворов, Гримм-эквивалент равны соответственно 1 моль КОН, '/з моль Ва(ОН)т, '/, моль А! (ОН) з. При окислительно-восстановнтельных процессах происходит перераспределение электронов между атомами илн ионамн участвующих в них веществ.
Именно: атомы (или ионы) восстановителя окнсляются, т. е. теряют часть своих электронов, тогда как атомы (ионы) окислителя восстанавливаются, т. е. присоединаот эти электроны. Например, в реакции: 1ОРе80, + 2КМпО, + 8Нт80т — и 8Рет(80,)т+ 2Мп80, + Кз80, + 8НтО восстановителем является Ре504 или, точнее, Ре'+-ноны, которые, теряя по одному электрону, окисляются до Рез'-ионов: Ре'+ — е и==м Ре'+ Окислителем является КМп04 илн, точнее, входящий в его состав МпО„восстанавливающнйся при реакции до Мпт+ согласно схеме: Мп 07 + 8Н + бе — т Мп те + 4Н,О Поскольку электроны не могут существовать в растворе в свободном состоянии, атомы окислителя должны получить в общей сложности ровно столько электронов, сколько нх отдают атомы восстановителя, Этим условием определяются как коэффициенты в уравнениях реакций окисления — восстановления, так и весовые отношения в этих реакциях.
Отсюда ясно, что прн подсчете величин грамм-эквивалентов окислителей и восстановителей следует исходить из количества электронов, получаемых или отдаваемых при реакции одной молекулой вещества. Выше было указано, что при окислении Ре504 (в кислой среде) молекула КМп04 получает 5 электронов, т. е. столько, сколько их могут присоединить 5 Н'-ионов. Таким образом, 1 г-ион водорода в данной реакции эквивалентен '/з моль КМп04 (т. е. 31,6! г). Это значение и является окислительным грамм-эквивалентом КМп04 в данной реакции. Следовательно, для нахождения окислитгльного грамм-эквивалента нужно грамм-молекулярный вгс окислителя наделить на число электронов, получас,ных при данной реакции одной молекулой гго. Так же находится и грамм-эквивалент восстановителей, с той лишь разницей, что в этом случае речь идет не о получаемых, а об отдаваемых одной молекулой восстановителя электронах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
