В.Н. Алексеев - Количественный анализ (1054949), страница 69
Текст из файла (страница 69)
Наоборот, феиолфталснн (рТ = 9) долгкен оказаться прнюдным. П(елочная ошибка титровання. Здесь аналогично приведенному выше можно иаписатгн но неоттитроваиное основание [МеОН] [ОН ) МеОН-ошибка оттнтрованное основание [Ме+) А',„ С другой стороны, рН при окончании тнтроваиня равен рТ, а рОН= 14 — рТ. Следовательно 10 ('4 МеОН-ошибка 10а»+ат-44 10-Р« Рассуждая, как в предыдущем случае, мы найдем, что достаточно точным титровзине может быть прн условии, если МеОН-ошибка равна илн меньше величины 10 з, т, е.
если рК+ рТ вЂ” 14 ~ — 3 нли рт<1! -рК Например, при титрованни ХН4ОН (рК = 4,76) можно применить индикаторы с РТ ей 6,24. Следовательно, нн фенолфталеин (рТ 9), ни лакмус (рТ 7) здесь не подойдут. Наоборот, метнловый красный (рТ 5,5) и метиловый оранжевый (рТ = 4) должны быть вполне пригодными. Применим выведенные формулы к решению вопроса о выборе индикатора, для чего рассмотрим несколько примеров. Пример 1. Чему равна индикаторная ошибка титровання 0,1 и.
раствора НС) 0,1 н. раствором НаОЙ с метиловым оранжевым? Решение. Выясним, с какой из ошибок в данном случае приходится очи. таться. Точка эквивалентности достигается в рассматриваемом случае при рН 7, а заканчивается титрованне с метиловым оранжевым при рН 4. Значит, раствор ио окончании тнтрования будет содержать некоторое количество избыточной НС!. Поскольку эта кислота сильная, она вызовет Н+-ошибку. Так как нормальность обоих растворов одинакова, на реанцню затрачиваются равные их объемы. Это значит, что объем раствора при титровании удвоится, т. е. что Рз = 2Рь Из формулы (1) получим: 10 ' ° 2)г! Н+-ошибка = ' 100 — 0,2!]г !О-!)г, Знак минус здесь поставлен потому, что исследуемый раствор НС) недотнтрован.
Так как величина 0,2!Уг не выходит эа обычные пределы аналитических погрешностей, заключаем, что метиловый оранжевый ирнменить можно. Пример 2. Решить ту же задачу для тнтрования с фенолфталеином. Решение. Применяя фенолфталеин, заканчивают тнтрование прн рН9, т. е. раствор НС! будет несколько перетнтрован. Поскольку титрующая щелочь сильная, она вызовет ОН -ошибку: 10 (!4 41 2)г4100 ОН -ошибка ' + 0024]з 10 ')г~ Таким образом, фенолфталеин для титрования вполне пригоден.
Пример 3. Можно лн титровать 001 н. соляную кислоту 0,01 и. едким натром с метиловым оранжевым. Решение. Тнп ошибки, очевидно, тот же, что и в примере 1. Следовательно 10 4 ° 2)г! Н'-ошибка= ' 100 -2Ъ 10-'), 10 эак, ЗШ 290 Глава [71. Метод кислотно-основного тигравиния (нейтрализации) 291 Вопросы и задачи (к 5 бб — бб) Здесь ошибка уже недопустима велика. Значит титровагь с метиловым оранжевым нельзя. Наоборот, ОН .ошибка при применении фенолфталенна будет равна +0,2%, и, значит, йидикатор вполне пригоден для этого титроваиия. Пример 4. Вычкслить ошибку титровання 0,1 н.
раствора уксусной кислоты 0,1 и. раствором едкого патра с метилавым оранжевым. Решение. Для выяснения типа ошибки вычислим рН раствора в точке эквивалентности: рН 44 7 + — ' + — ! 6 0,05 = 8,74 4,76 ! 2 2 Поскольку титрование с метнловым оранжевым заканчивается прн рН4, в растворе по окончании тнтрования будет присутствовать избыточная СНзСООН. А так как это кислота слабая, она вызовет НАп-ошибку. Тогда можно написать: НАп ошибка 10Рк-Рт 104,7б-4 100,7б Отсюда 16(НАп.ошибка) = 190,76 и НАп.ошибка — 5,7. Эта означает, что неаттнтрованная часть уксусной кислоты относится к оттитрованиой ее части как 5,7 к 1.
Другимн словами, из 6,7 части первоначально взятой СНзСООН, остается неоттитраванной 5,7 части. Относительная ошибка х в процентах составляет: 6,7 — 100 з?з 5,7 — хей 5,7 ° 100 х = — ' 84474 6,7 Выоод — титровать уксусную кислоту с метиловым оранжевым нельзя. Пример 5. Решить ту же задачу для случая титрования СН,СООН с фенолфталеином. Р е шеи не.
Поскольку рН в точке эквивалентности равен 8,74, а рТ феналфталеина равен 9,0, с этим индикатором раствор СНзСООН будет несколько перетитрован. Так как титрующая щелочь — сильная, здесь придется считаться с ОН -ошибкой: !О-( - )лП ОН -ошибка= '1[)0=+0,02474 1О 4174 Как и при титрованни НС1, индикатор пригоден. Пример 6. Чему равна индикаторная ошибка титрования 0,1 н. раствора ХН,ОН 0,1 н.
раствором НС! с индикаторами: а) фенолфталеином, б) метиловым оранжевым. Р е ш е н и е: а) Величина рН в точке эквивалентности равна: 4,76 1 рН = 7 — — ' — — ! 6 0,05 = 5,27 2 2 Показатель титрования фенолфталеина 9; в растворе. останется неоттитрованным некоторое количество ХН4ОН, поэтому придется считаться с МеОН- ошибкой: М ОН иб !047б+9-и !О-ож Отсюда 16 (МеОН-ошибка) = — 0,25 = 1,75; МеОН-ошибка = 0,56. Следовательно, на 1,56 весовой части первоначального взятого ХН,ОН неоттитрованной остается 0,56 весовой части.
Составим пропорцию: 1,56 — 1004)з 0,56 — лаз 0,56 100 х = — ' - 36?[з 1,56 Вывод- индикатор непригоден, б) При титраванин ХН,ОН с метилойым оранжевым тятрование заканчивается при рН 4,0 вместо рН 5,27, поэтому придется считаться с Нз-ошибкой: Н+-ошибка = +, ' 100 + 0,24?з 10 ° 2!44 10 '(74 Следовательно, индикатор пригоден. Выше было показано, как путем вычисления индикаторной ошнбки титрования решать вопрос а пригодности накога-либо заранее заданного индикатора.
Если же индикатор не указан, та выбирают такай, показатель титроваиня которого возможно ближе подходит к величине рН в точке эквивалентности (находимой по известным формулам), и вычисляют для него индикаторную ошибку тнтроваиин. Вопросы н задачи (к 9 56-66) 1. Чему равны рН растворов, содержащих; а) 2 !О-' г-иал/л Н', б) 0,008 г-иан/л ОН-? Ответ: а) 3,7; б) !1,9. 2. РН растворов равны: а) 2,63; б) 12,45, Чему равны в этих растворах кон- центрации Н' и ОН ? Ответ: [Н+] = 2,34 ° 1О-', [ОН-] = 4,27 !0 'з [Н'] = 3,54 ° !0 'з; [ОН-! = 2,82 ° !О-з, 3.
Чему равны рН: а) 0,0!5 и. раствора НС!; б) 0,005 н. раствора КОН? От в е т: а) 1,82; б) !1,70. 4. Какова константа ноннзации уксусной кислоты, если 0,0035 и. раствор ее имеет рН 3,6!? Ответ: К = 1,74 ° 1О-'. 5. Чему равен рН О,О! и. раствора муравьиной кислоты, если известно, чта К а = 18. !О-'? О т в е т: рН 2,87. 6.
Чему равен рН 001 н. раствора ХН4ОН, если известно, что Кмызаы=1,76Х Х10 з? Ответ: рН 10,63. 7. Чему равен рН смеси, содержащей 0,01 моль СНзСООН и 0,1 моль СНзСООХа. О т в е т: рН 5,76. 8. Чему равен рН смеси, содержащей 0.2 моль ХН4ОН и 0,02 мазь ХН,С!? Ответ: рН 10,24. 9. Чему равны константа гидролнза н рН 0,01 н.
раствора ХН,С1? Ответ: Ки4зр = 5,7 ° 10 'з; рН 5,62. !О. Вычислить рН буферных смесей, содержащих: а) 0,01 моль СН,СООН и 0,0! моль СНзСООК; б) 0,01 моль СНзСООН и 0,05 моль СНзСООК; в) 0,5 моль СНзСООН и 0,01 моль СНзСООК. О та ет; а) 4,76; б) 5,45; в) 3,07. !1.
Как изменится рН раствора, содержащего ХаОН в концентрации !О-' н., при прибавлении к 1 л его 0,001 моль; а) ХаОН? б) НС1? Ответ: а) увеличится на 2; б) уменьшится на 6. 12. Раствор содержит 0,056 моль ХН,ОН н О,! моль ХН4С1. Чему равен рН этого раствора и как он изменится при добавлении к 1 л его 0,001 моль: а) ХаОН; б) НС1 (сравнить ответ с результатом предыдущей задачи). От в ет: рН 9,00; увеличится на 0,01; уменьшится на 0,01.
13. Каково должна быть отношение концентраций [НСООН]: [НСООХа], чтобы получился раствор с рН 2? Кнсоаи = 1,8 10 '. Ответ: м50: 1. !4. В каких случаях точка эквивалентности лежит при рН 7? При рН ) 7? При рН (7? !04 292 Глава РА Метод кислотно-основного титрозапия (нейтрализации) Вопросы и задачи (х 5 Зб — бд) 15. Бромтнмоловый синий представляет собой слабую кислоту; а снльнокнслых растворах он нмеет желтую, з в снльнощелочных растворах — синюю окраску. Как объяснить нзмененне его окраски прн изменения рН раствора на основании нонной теории индикаторов. 16. В чем заключается сущность хромофорной теории индикаторов.
Что такое хромофоры? Ауксохромы? 17. Напишите структурные формулы обеих таутомерных форм п-нитррфенола. Объясните механизм изменения онраски его с позиций нонна-хромофорной теорнн индикаторов. 18. Алнзариновый желтый прелставляет собой кислоту с кажущейся константой ионизация К = !О ".
Кислотная его форма желтого, а щелочная форма — синего цвета. Объясните возникновение интервала перехода у этого индикатора и найдите положение ее на шкале рН. 19. Учитывая ответ на предыдущую задачу, укажите, какую окраску принимает ализариноаый желтый при следующих значениях рН: 2, 7, 10, 11, 12, 14? В каких нз указанных случаев окраски нндикатора будут казаться совершенно одинаковымн? 20. Два раствора имеют рН, равные соответственно 8,5 н !1,О. Будут лн отличаться между собой окраски, даваемые имн с лакмусом (интервал перехода 5 — 8)? С фенолфталеином (интервал перехода 8 — 10)? 21.
Константа ионпзации (кажущаяся) бромтнмолового синего равна 1,6 !О '. Присутствие одной из окрашенных. форм этого индикатора перестают замечать, если концентрация ее в 6 раз меньше, чем другой формы. Найти интервал перехода этого индикатора. Ответ: приблизительно 6,0 — 7,6. 22. Что такое показатель титровання индикатора? Назовкте показатечи тнтровання четырех важнейших индикаторов. Чему равен (приблизительно) показатель тнтровання бромтнмолового синего (задача 2!) и злизаринового желтого (задача 18)? 23.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
