В.Н. Алексеев - Количественный анализ (1054949), страница 53
Текст из файла (страница 53)
Например, восстановительный грамм-эквивалент Ре504 в рассматриваемой реакции равен 1 моль его, так как молекула Ре504 содержит 1 ион Ре", теряющий ! электрон. При реакции: Стз(80,)т+ 2КМпО, + 8КОН вЂ” и 2МпО(ОН)т~ + 2КзСгО, + ЗКз80, + 2НзО восстановительный грамм-эквивалент Сгт($04)з равен 1/е моль, поскольку каждый атом хрома повышает свою степень окисления с +3 до +6, т.
е. теряет 3 электрона, а в молекуле Сгз(504)з содержатся 2 атома хрома и, следовательно, эта люлекула в целом теряет 6 электронов. Что же касается КМпОь то окислительный грамм-эквивалент его в этой реакции, очевидно, равен уже не '/е, а '/з грамм-молекулы, так как марганец понижает свою степень окисления с +7 до +4, т.е. получает 3 электрона. Следовательно, и при реакциях окисления — восстановления величина грамм.эквивалента зависит от реакции, в которой соответствующее вещество участвует.
Необходимо также отличать окислительные или восстановительные грамм-эквиваленты веществ от грамм-эквивалентов их в реакциях обмена. Например, восстановительный грамм-эквивалент РеЬОь как мы видели выше, равен 1 моль его. Наоборот, в реакциях обмена: Ре80, + 2ХаОН вЂ” и Ре(ОН)ть+ Хзт804 грамм-эквивалент Ре504 равен 1/т моль.
Наряду с грамм-эквивалентом в аналитической химии часто пользуются понятием миллиграмм-эквнвалент. Миллиграмм-эквивалент (мг-экв) равен тысячной доле грамм-эквивалента (Э:!000) и представляет собой эквивалентный вгс вещества, атлражгнный в миллиграммах. Например, 1 г-экв НС! равен 36,46 г, а ! мг-экв НС! составляет 36,46 мг. Грамм-эквиваленты Нз50с и ХаОН равны соответственно 49,04 г н 40,00 г этих веществ, а миллиграмм-эквиваленты — таким же количествам миллиграммов их. Из понятия об эквиваленте как о химически равноценном количестве следует, что грамм-эквиваленты представляют собой как раз те весовые количества веществ, которыми они вступают в реакции друг с другом. Например, на нейтрализацию 1 г-экв любой кислоты пойдет 1 г-экв любой щелочи, Совершенно так же, если количества веществ выражены в миллиграмм-эквивалентах, то на нейтрализацию 1 мг-экв любой кислоты расходуется 1 мг-экв любой щелочи, на осаждение 15 мг-эка АКМОз требуется ровно столько же миллнграмм-эквивалентов любого растворимого хлорида и т.
д. Очевидно, что и при титрованнн, поскольку его заканчивают в точке эквивалентности, затрачиваются одинаковые количества грамм-эквивалентов (нли миллиграмм-эквивалентов) титруемого и титрующего веществ. На этом равенстве основано вычисление результатов титриметрических определений, если концентрации растворов выражены через их нормалыюсть.
Растворы, содержащие ! г-эка вещества в ! л, называются нормальными (или однонормальными). Так, однонормальный раствор серной кислоты содержит 98,08:2 =49,04 г Нз504 в 1 л, Гхооо У, Тнтоиметрнчеений (оьъемный) онохнз 2!4 у йЗ. Приготовление тнтровонных растворов. Сноеобы нтр тот оооноя 2!5 однонормальный раствор перманганата содержит 158,04: 5 = = 31,61 г КМп04 в 1 л и т.
д. Очевидно, что 1 мг-экв указанных веществ, составляющий 0,001 г-экв, находится в 1 мл одионормальных растворов этих веществ. Следовательно, нормальность раствора показывает, сколько грамм-эквивалентов вещества содержится в ) л или сколько миллиграмм-эквивалентов вго содержится в 1 мл раствора. Однонормальные растворы мало пригодны для целей титриметрического анализа как слишком концентрированные.
В прибавляемой прн титрованин имн последней капле раствора содержалось бы, очевидно, довольно много соответствующего вещества, и поэтому так называемая капгльная ошибка титрования была бы велика, Это относится и к вдвое более разбавленным — полунормальным раство(там (0,5 н.). Гораздо чаще пользуются в десять раз более разбавленными — децинормальными (0,1 н.) или даже в 50 раз более разбавленными — двусантинормальнымн (0,02 н.) растворами. Первые содержат 0,1, а вторые 0,02 г-экв соответствующего вещества в 1 л (илн такое же количество миллиграмм- эквивалентов в 1 мл).
Удобство пользования точно 0,1 н. или точно 0,02 н. и т. д. растворами заключается в том, что при одинаковой нормальности растворов реакции идут между равными объемами их. Например, на титрование 25,00 мл 0,1 н. раствора любой щелочи пойдет как раз такой же объем 0,1 н.
раствора любой кислоты и т. д. Причину этого понять нетрудно. В 1 мл 0,1 н. раствора любого вещества содержится 0,1 мг-экв, а в 25 мл 0,1.25 = 25 мг-экв. Поскольку при титровании на реакцию затрачивается всегда одинаковое количество миллиграмм-эквивалентов обоих реагирующих веществ, она должна протекать между равными объемами 0,1 н. растворов их.
Это справедливо н во всех других случаях, когда для реакции берут растворы одинаковой нормальности. Если нормальность растворов различна, то раствора, нормальность которого больше, пойдет при титровании в соответствующее число раз меньше по объему. Например, на нейтрализацию 20 мл 0,1 н. раствора кислоты расходуется '20 мл 0,1 н., нли 1О мл 0,2 н., или 5 мл 0,4 и.
раствора щелочи н т. д. Следовательно, затрачиваемые при титровании объемы растворов обратно пропорциональны ик нормальностям. Если объем и нормальность одного из растворов, реагирующих между собой при титровании, обозначить соответственно через У, и Уь а другого через Ух и Ух, то можно написать: У, У, — — У~У1 = Уеуе Уе У~ Другими словами, произведение объема раствора, затрачиваемого при титровании, на его нормальность есть величина постоян- ная для обоих реагирующих веществ. Это видно из того, что произведения Уеу! и ФхУх представляют количества миллиграмм- эквивалентов обоих реагирующих веществ, затраченные при тнтровании. Поэтому величины этих произведений должны быть ми оп е елеиной Несмотря на удобство пользования растворами о р д нормальности, на практике наряду с ними нередко применяют так называемые эмпирические растворы.
Концентрац т а ии их не нахоятся в какой-либо простой зависимости от величины грамм-эквндятся в к валента, ио определяются теми илн иными соо ра б ажениями п, актического характера. Например, применяя данный титрованиый раствор для массовых определений какого-либо элемента, целесообразно концентрацию раствора подобрать так, чтобы 1 мл этого раствора соответствовал точно 0,01 г или 0,001 г и т.
д. определяемого вещества. огд То да яо затраченному при титровании объему раствора можно не посредственно, без каких бы то ии было вы исл находить весовое количество определяемого вещества в р Еще удобнее концентрацию рабочего раствора сделать такой, чтобы затрачиваемый на реакцию объем его (при данной навеске исследуемого вещества) показывал процентное содержание соответствующего вещества или элемента в этой навеске.
Очевидно, что употребление эмпирических растворов при массовых анализах представляет большие удобства, вследствие чего такими растворами часто пользуются в производственных лабораториях. ф 53. Приготовление титроваиных растворов. Способы тнтровання Титрованиыми растворами называются растворы точно известной концентрации. Существует два способа приготовления титрованных растворов. 1. Бе т на аналитических весах точную навеску соответствующего вещестьа, растворяют ее в мерной кол д ерут н бе и оводят объем раствора водой до метки.
Зная массу растворенного вещества (д) и объем полученного раствора (У), нетрудно вычислить его титр. Он авен, очевидно: Р у Т=— Т ые растворы, полученные таким образом, называются итрованные „ растворами с приготовленным титром, или стандар ми) астворамн. Их применяют в титриметрии как стандартные х нли иных веществ ра створы для количественного определения тех и для установки титров других растворов.
Понятно, что описанный способ приготовления титрованных растворов применим далеко не всегда. Его р нельзя п именять для приготовления тнтрованных растворов таких веществ, как Глава !т. Титриметрический (обьемный) аналиэ й 5З, Приготовление титрованных растворов. Способы титрованиг 217 ('аОН и т. д. Дейстнителыю, точная концентрация водных растворов НС( всегда неизвестна.
Следовательно, даже взяв точную навеску этого раствора, нельзя рассчитать, сколько граммов хлористого водорода она содержит. То же относится и к 1чаОН, который жадно поглощает из воздуха СОэ и пары воды, причем его масса изменяется. Поэтому количество ХаОН во взятой навеске также не будет точно известно. Из этих примеров следует, что описанным выше способом можно готовить титрованные растворы только тех веществ, которые удовлетворяют требованиям, приведенным ниже.
Вещество должно быть химически чистым, т. е. не должно содержать посторонних примесей в таких количествах, которые могут повлиять на точность анализов (не более 0,05 — 0,!о)в). Состав вещества должен строго соответствовать 4ормулв. Например, кристаллогидраты должны содержать ровно столько моды, сколько соответствует их формулам.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
