В.П. Васильев - Аналитическая химия, часть 1 (1108732), страница 40
Текст из файла (страница 40)
9.2. РАС4ЕТЫ В ТИТРИМЕТРИ4ЕСКОМ АНАЛИЗЕ асчет ез льтатов т т и „иметрического анализа основан на и инни, ветствии с которым вещества и инципе эквивалентности, в соотв с к>т межд собой в эквивалентных количествах. о А реагируют с раствором титЕсли определяемое вещество ранта В по уравнению (э 1) »,А + т»В 11родукты резкцнн, то эквивалентными массами этих вес( и еств б д т у»М(А) и и В, г е М(А) и М(В) — молярные массы веществ и — оэч фициенты, или стехиометрии у -- стехиометрические коэ к ии. ческие числа компонентов реакц Уравнению (9.!) можно придать вид А + (терт„)В Нродукты реакции, означает, что одна частица вещ ества А б дет где ул)тв, что оз! сти вещества Отношение у >>т~ обозначают симво фактором экв ивалентности вещества !...(В) = тв!т.
ез азме ной величиной, рав- Фактор эквивалентности является безр .. ной или меньшей единицы. " ), „(В) В называют э к в и- Величину ув,)чл р В или авную ей „„наз й формой вещества В. ентом или эквивалентной орм валент бо п отиворечий рекомендуется все Во избежание каких-ли о про " е ого взаимодействия привести к еди ей основе, которой может быть ион водорода. к ов, принимаемых или ства удо н анной полуреакции. Это позволяет отдаваемых веществом в данной полу е д ать следующее определение.
ся некая евльнвя нли условная чвстнцв, кот р ся некая евль , о вя Эквиввлентом называется некая реаль может присоединять, высвобо д обои вть или быть квким-л - ибо другим образцом овных реакциях или тв о ном иону водорода в кислотно-основных ствновнтельных реляциях. одному электрону в окислительно-восст ! и использовании т" нии термина «эквивалент» всегд а необходимо указывать, к какой конкр к етной „еакции он относится. как реально Под словной ой частицей понимаются к к существующие частицы мол ку; В о те мина «условная частица» используются также те мента ный агмент», «струк- ны «структурный элемент», «элементар р т,,ная единица» и др. т я моль.
вещества эквивалента является Единицей количества в Например, в реакции с(ЧаОН) у(М ОН) 1000 (9.2) (9.4) (9.7) 36,461 = 0,08605 г. 0,1048 22,52 1000 182 !83 Эквивалент се ной р " кислоты в этой реакции будет 1,„,(Н 5О )Н 80 = '/ Н 5О Для реакции Нзро» + КОН = Кнзро» + Н 0 1... (Н»РО») = 1, »...[Н»РО»)Н»РО» = Нзро» а для реакции Нзро» -1- 2КОН = К2НРО» + 2Н20 1,„.
(Нзро») = '/2 и»... (Н»РО») Нзро» = '/2Н»РО» В полуреакции ~»»'-'» »Р 8Н "+ бе = Мп''-1- 5»» О 1',. (КМпо,) = »/, „ ' =' ° ° 1-(КМ О,)КМ,О„ /,КМ„, Но в полуреакции +4Н +Зе =Мпог -2НО ! ° (КМпо,) = /з и 1,„,(КМпр )КМ 0 Ф /зКМпО актор эквивалентности * 4 ются не постоянны и эквивалент а ми величинами, а за д нного вещества явля- реакции, в которой они зависят от стехиометрии они принимают участие.
Таким э Фактор эквивалентности — зто ч ие. аким образом, части ы нтностн — зто число, обозначаю е, но-осн вещества Х жм~~ы о ной реак нн или одном зле нтна одному ион во му электрону в данной реакции окисления— Эквивалентом называют ют у ную частицу вещества Х, а ют реальную нли слов иовно реакции экви , кото- рода или в данной реак нн ивалентна одному ион во рону.
цнн окнсиения — восстанов у водовления — одному злектВажное значение в титр о молярной ма иметрнческом а наливе имеет понятие ассе эквивалента*. ! Молярной мас сой зквнналента вещества Х н эквивалента этого вещестна, тва называют массу одного мол сти на м тна, равную произведению о моля молярную массу вещества Х. фактора эквивалентноОтнощенне количества ве еств называ ется молярной концентр вещества эквивалента в а ацией эквивалента: р створе к объему раст вора л(й„„(Х)Х Например, с('/2 НеЬО») = О,! моль/л.
Раствор, содержащий 1 нормальным раствором этого вещества. моль эквивалентов в ещества Х в 1 л, называют Вместо обозначения единицы изме ения м Н ы Н2504. Прн использо и 1 лента следует указывать конк ванин молярной ко р нцентрации эквиварой данный ть конкретную реакцию, в кото ' Моли ная р ' масса эквивалента численно ществ Х по старой терминологии.
енно равна грамм-эквиваленту ве. нормальный раствор применяется, или приводить фактор эквивалентности. Например, с(',/2Н2504)= 1 н. (в кислотно-основной реакции) или ! и. Н2504/ .(Н2504) = '/э. Термин «нормальность» нс рекомендуется. Если 12„„(Х) = 1, предпочтительнее использовать термин «м о л я р н ы й» раствор вместо «н о рм а л ь н ы й» раствор, так как никаких преимуществ нормальный раствор в этом случае не имеет. 9.2.1. Расчет результата прямого титрования при разном способе выражения концентрации раствора Если известны молярная концентрация щелочи с((4)аОН) и объем раствора )/()4)аОН), израсходованный на титрование кислоты, то количество вещества щелочи, затраченное на реакцию, будет равно: В точке эквивалентности количество вещества щелочи, израсходованное на реакцию, будет точно равно количеству вещества кислоты в анализируемом растворе: л(наон) = л(НС»).
(9.3) Подставляем уравнение (9.2) в (9.3): с(ыэон) . 1'(Мзо»1) 1000 Количество вещества эквивалента кислоты, находящееся в анализируемом растворе, можно также представить соотношением с(НС1) )»(НС») л(нсн = 1000 (9 5) При подстановке уравнения (9.5) в (9.4) получается очень важное уравнение: с(»ЧэОН) У(наОН) = г(НС») У(НС»). (9 6) Если известен объем анализируемого раствора, по уравнению (9.6) можно рассчитать его концентрацию.
Масса пг(!1С1) в анализируемом растворе рассчитывается по соотношению гл(НС») = л(НСНМ(НС») = с(нэо»») Р(М'014) М(НСН, 1000 где М(НС)) — молярная масса эквивалента НС). Если, например, с()х)аОН) = 0,1048 моль/л, зг()х)аОН) = = 22,52 мл, то Уравнение (9.7) можно использовать для оценки погрешности (9.8) т = 2,2 ° 10 ', или 0,22 ео )'= отсюда Т(ыаОН/НС)) = с(р(аОН) 1000 М(НС)). 184 прямого титриметрического анализа. В соответствии с формулой (7.9) относительная погрешность результата, вычисленного по уравнению (9.7), будет равна: При работе с О,! н.
растворами абсолютная погрешность установления молярной концентрации эквивалента (5,) не превышает -+-0,0002, погрешность измерения объема титранта (5г) по обычной бюретке составляет не более ~0,03 мл, а погрешность в величине молярной массы эквивалента (5м) пренебрежимо мала. Подставляя численные значения в уравнение (9.8), получаем Если титруется нс весь раствор кислоты, а аликвота, результат анализа рассчитывают по уравнению т(НС)) = ' М(НС)) — ', с(ыаОН) У(ыаОН) 1000 )г где У„и Уч — объем мерной колбы и пипетки соответственно. Погрешность результата вычисляют по уравнению Погрешность в определении объема мерной колбы на 100,0 мл обычно составляет ~0,05 мл, а пипетки ~0,03 мл.
Подстановка численных значений в уравнение (9.9) дает — — — )+ ~-' — )+ ~- )+ ~,,— — ) =2,7.10-', или 0,27 гол Как видно, основной вклад в погрешность анализа вносит погрешность в определении концентрации титранта. Раствор в титриметрическом анализе нередко характеризуют молярной концентрацией эквивалента с поправочным коэффициентом.
П о и р а в о ч н ы й к о э ф ф и ц и е н т равен отношению истинной молярной концентрации эквивалента с„„ рабочего раствора к округленной табличной молярной концентрации эквивалента с„а„ для которой можно заранее рассчитать, какой массе определяемого вещества соответствует 1 мл рабочего раствора. Так, например, 22,50 мл точно 0,1000 М МаОН нейтрализуют 0,08204 г НС), а 22,52 мл этой щелочи — 0,082!1 г НС! н т. д. Если истинная малярная концентрация эквивалента с„,. = 0,1048 моль/л, то поправочный коэффициент равен: с„„., 0,1048 К = — ""' = — ' = 1,048.
с.,„, 0,1 Ври расчете результатов титравания табличный результат уиногкают на попра. вочный коэфгрициент. .ели и фф ' . Е ли израсходовано 22,52 мл кислоты, табличный резуль. тат равен 0,08211 г и истинная масса кислоты составит т(НС1) = т„юК = 0,08211 ° 1,048 = 0,08605 г Этот способ очень уд ен прн об серийных определеннвх и широко используется в цеховых и заводских лабораториях. Если известен титр раствора (Т). т е. масса (г) растворенного вещее~на в 1 мл раствора, то кол количество вещества эквивалента щелочи, вступившее в реакцию, составит Т(ыаОН).У(маОН) Нс)) М (»аггН) Тогда масса кислоты в анализируемом растворе будет равна: Т(м Он) ° У(каОН) ™(НС)) 0 004193 ° 2252 5 4'1 = ) М (Ма ОН) 40 005 Способ громоздкий и ченее удобный по сравнению со способом малярных концентраций эквивалента.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
