В.Н. Алексеев - Количественный анализ (1054949), страница 54
Текст из файла (страница 54)
Вещество должно быть устойчивым при хранении и в твердом лиде, и в растворе, так как иначе легко нарушилось бы то соот.ветствие состава формуле, о котором говорилось выше. Желательна возможно большая величина грамм-эквивалента вещества, что позволяет увеличить точность установления нормальности раствора. Удовлетворяющие указанным требованиям вещества называются исходными или стандартными, так как пользуясь ими, устанавливают титры всех остальных веществ. 2.
Если вещество не удовлетворяет перечисленным выше требованиям, то сначала готовят раствор его приблизительно нужной нормальности. Параллельно с этим готовят тнтрованный раствор какого-нибудь подходящего исходного вещества. Далее один из растворов оттитровывают другим и, зная концентрацию раствора исходного вещества, вычисляют точную концентрацию приготовленного раствора. Например, концентрацию раствора НаОН устанавливают в результате титрования им раствора щавелевой кислоты. Щавелевая кислота может быть путем перекрнсталлизации получена химически чистой, строго отвечающей своей формуле НэС»Ос.2НэО. В соответствии с этим концентрацию ее раствора находят делением величины точной навески на объем раствора.
Титрованные растворы, концентрацьпо которых находят (как для )чаОН) в результате титрования или весовым анализом раствора, называются стандартизированными растворами, растворами с установленным титром, иногда их называют «рабочими» растворами. Отсюда ясно, какое большое значение имеют в титриметрическом анализе исходные вещества. Чем лучше они отвечают перечисленным выше требованияем, тем точнее могут быть установлены концентрации «рабочих» растворов (т. е. титрованных растворов, применяемых при определениях) и тем меньше будет погрешность этих определений. Концентрацию рабочих растворов не всегда устанавливают по исходным веществам, Например, установить концентрацию раствора 1чаОН можно также путем титрования его раствором НС1, концентрация которого установлена по соответствующему исходночу веществу.
Такой метод удобен в том отношении, что при нем уменьшается число исходных веществ и, следовательно, экономится время, затрачиваемое на нх очистку. Однако он менее точен, так как погрешности, допускаемые при установке отдельных концентраций, при этом суммируются. Иногда концентрацию устанавливают путем гравиметрического анализа раствора. Например, концентрацию раствора НС! можно установить по массе осадка АцС!, полученного при действии на определенный объем раствора НС! раствором АцНОэ. Точно так же для установления концентрации раствора Нэ50, можно подействовать на определенный его объем раствором ВаС1» и взвесить полученный осадок ВаЬО, и т.
д. Наконец, при анализе природных соединений или продуктов производства вместо исходных веществ для установки концентрации титрованных растворов чаще пользуются так называемыми стандартными образцами. Стандартные образцы представляют собой образцы того материала, который будут анализировать при помощи данного титрованного раствора, но с точно известным содержанием определяемого элемента.
Например, прн определении марганца в сталях концентрацию употребляемого при этом раствора арсенита натрия ХаэАзОэ устанавливают по навеске стандартного образца стали с точно известным содержанием марганца. При определении концентрации раствора тиосульфата натрия )чаэВэОэ, предназначаемого для определения меди в бронзах, употребляют стандартный образец бронзы с точно известным содер« жанием меди и т. д. Применение стаидартныхобразцов для определения концентраций растворов удобно в том отношении, что все предшествующие титрованию операции анализа (равно как и присутствующие в растворе посторонние вещества) одни н те же и при определении концентрации, и при выполнении анализов. Поэтому влияние всех этих факторов на результатах анализа не отражается, и точность анализов повышается.
Сказанное об определении концентрацяи по стандартным образцам иллюстрирует значение одного из основных правил титриметрического анализа, которое можно формулировать так: концентрацию рабочих растворов нужно устанавливать по возможности в точно таких же условиях, какие будут при выполнении анализов. 2(8 Глава К Гитриметрнческиб (объемный) анализ 5 бд Вычисления ярн яроготовления и разбавления растворов 2(0 Действительно, при этом условии все систематические ошибки определения будут совершенно одинаковыми в обоих случаях и на результате определения не отразятся.
Для получения титрованных растворов на практике часто пользуются имеющимися в продаже «фиксаналамн». Они представляют собой запаянные в стеклянную ампулу точно отвешенные количества различных твердых веществ нли точно отмеренные объемы титрованных растворов, необходимые для изготовления 1 л раствора точно известной нормальности, например 0,1 н., 0,05 н. и т.д. Приготовление титрованного раствора из фиксаиала сводится ь тому, чтобы количественно перенести содержимое ампулы в мерную колбу емкостью 1 л, после чего растворить вещество и полученный раствор разбавить до метки водой. Для перенесения вещества из ампулы в мерную колбу в горло мерной колбы вставляют воронку, снабженную острием, о которое пробивают тонкое дно предварительно тщательно вымытой ампулы.
Чтобы полностью удалить из ампулы вещество, пробивают далее заостренной стеклянной палочкой стенку ампулы в углублении, находящемся в верхней ее части. Через образовавшееся отверстие тщательно ополаскивают внутренность ампулы струей воды из промывалки, промывают воронку и, удалив ее, доводят объем жидкости в колбе водой до метки. Титрование как при определении концентраций рабочих растворов, так и при выполнении анализов можно проводить двумя различными способами. 1. Навеску исходного (или анализируемого) вещества растворяют в мерной колбе, разбавляют водой до метки и тщательно перемешивают раствор, многократно перевертывая закрытую пробкой мерную колбу.
Пипеткой отбирают отдельные порции раствора, содержащие какую-то определенную или, как говорят, аликвотпую часть навески, и тнтруют их. Такой способ работы называется методам пипгтироваиия. 2. Берут отдельные, близкие по величине навески исходного (или анализируемого) вещества и, растворив каждую из иих в произвольном объеме воды, целиком титруют получаемые при этом растворы. Такой способ работы называется методом отдельных наагсок. Нетрудно видеть, что метод отдельных навесок, при котором объем измеряют только один раз (бюреткой),должен давать более воспроизводимые результаты, чем метод пипетирования, при котором объем измеряют три раза (мерной колбой, пипеткой и бюреткой) '.
Что касается метода пипетирования, то он требует меньшей затраты времени вследствие уменьшения количества взвешиваний. " Сказанное справедливо, однако, только пря условии, если не прнходнтся брать длн тнтровання слишком малых навесок, так кек это сильно увелнчнвает относнтельную ошнбку взвешнванян.
5 54. Вычисления при приготовлении н разбавлении растворов В титриметрни приходится проводить различные расчеты для приготовления нли разбавления растворов, перехода от одних способов выражения нх концентраций к другим н т. п. Как известно, под концентрацией раствора понил<аюг количество вещества, растворенного в единице объема (или массы) рас.- твора.
В качестве единицы объема раствора принимают обычно 1 л, количество же растворенного вещества выражают чаще всего либо' в молях (т. е. в грамм-молекулах), либо в грамм-эквивалентах. В первом случае получают малярную концентрацию, илн молярность раствора, а во втором — его нормальность. Переход от одной из них к другой весьма несложен — нужно только знать, пакую часть молекулярного веса составляет эквивалент соответствующего вещества. Рассмотрим следующие примеры. Пример !.
Чему равна молярность О,З н. раствора А(з(8О<)зэ Р е ш е н не. Грамм-эквнвалент А(з(50<)з равен '1< моль. Следовательно, чтобы узнать, сколько молей содержится в ОД г-зкв этой соли, нужно 0,3 умножить на Цв Таким образом М =А< ° — =03 ° — =005 ! 1 6 ' 6 т. е. молярность данного раствора равна 0,05. Прнмер 2. Чему равна нормальность 02 М раствора В((ЫО<)зз Ре ш е н не. Поскольку грамммолекула В(((ЧОз)з соответствует 3 г иоч Н', грамм-эквивалент этой соли равен Цз моль.
Следовательно, 1 М раствор является 3 я., а 0,2 М раствор — соответственно 0,2 ° 3 = 0,6 и. Некоторое осложнение в расчеты, связанные с концентрациями растворов, вносит то обстоятельство, что, наряду с указанными способами выражения концентраций, на практике часто применяют процентные концентрации. Следует помнить, что, если нет особых указаний, под процентной концентрацией понимают число весовых частей растворенного вещества в 100 весовых частях раствора.
Например, выражение «Зо)о-ный раствор )ЧаС!» значит, что в каждых 100 г раствора содержится 3 г )ч)аС) и 97 г воды. При переходе от процентной концентрации к молярной или нормальной необходимо учитывать плотность раствора. Как известно из физики, между массой тела (Р), его плотностью (р) и объемом (у') существует следующее соотношение: Р Р = )гр нлн р Рассмотрим числовые примеры.
Пример 3. Чему равна нормальность 200<5-ного раствора серной кислоты? Решен не. Прежде всего найдем по справочнику плотность 20,0<5-ного раствора Нз50» Она равна (округленно) ),)4 е/смз. Палее вычислим объем, эаннмаемый (00 г 20,0Ъ-ного раствора Н<5О,: Р (00 )< = — = — = 87,7 мл р (,(4 Глава К Титримггричгский /объемный) анализ Теперь вычислим, сколько граммов Н,БО„содержит ! л 200уз-ного раствора серной кислоты: 87,7 мл содержит 20,0 г НзБО, 1000 мл „х г НзБО, откуда 1000 ° 20,0 87,7 Остается рассчитать, сколько грамм-эквивалентов составляет найденное количество НзБОь Так как грамм-эквивалент НзБ04 равен половине грамм-молекулярного веса, т. е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
