В.П. Васильев - Аналитическая химия, часть 1 (1108732), страница 41
Текст из файла (страница 41)
Широко распространен в практике способ расчета результатов анализа с помощью условного титра рабочего раствора, или тво а по определяемому всщсству. Он показывает масет 1 мл абочего су определяемого вещества, которая соответствует мл р раствора. В данном примере 1 мл 0,1048 н. ХаОН соответствует 0,003821 г НС1, т. е.
Т()ч)аОН/НС!) =0,003821 г/мл. Тогда результат анализа: т( )= .а НС) = Т(ыаОН/НС1) У(ыаОН) =0003821.22,52= — 008605 г НС( (9.10) Чтобы найти связь между разными способами выражения концентраций, приравняем массу определяемого вещества, рассчитанную при использовании разных способов. Пусть, например, известна молярная концентрация эквивалента ХаОН, требуется рассчитать Т()чаОН/НС!). Приравниваем правые части уравнения (9.7) и (9.10): с(ыаОН).!'(МаОН) М(НС)) = Т(ыаОН/Нс)) )Г(маОН) 1000 Совершенно аналогично рассчитывается результат при титрова- нии по методу замещения. Р.?.2.
Расчет результата в методак обратного тнтровання Рассмотрим расчет результата на примере обратного титрования хло ида. В этом методе к анализируемому раствору хлорида добавляется заведомый избыток титрованного раствора АОХОз и не вступившее в реакцию с хлоридом количество вещества Ад)х)Оз оттитровывается раствором )ч)Н45С)ч). Если и (АпХОт) — количество вещества Ад)ч)Оз, добавленное к анали- 185 зируемому раствору хлорида, п(АдС!) — количество вещества эквивалента АпХОз, израсходованное на реакцию с хлоридом, а и(Ад5С)х)) — на реакцию с тиоцианатом, то, очевидно, л (ЛКМОз) = л !А9С!) + л(А85СМ).
(9.11) Величина и (Ад)х)О,) определяется молярной концентрацией эквивалента основного рабочего раствора АпХОз и его объемом: с(АдМОз) 1'(АВМОз) (А8МО~) = (9 12) Молярная концентрация эквивалента вспомогательного раствора )з)Нз5С5) и его объем, затраченный на реакцию с избытком АК)х)Оз после осаждения хлорида, точно известны, поэтому с(ммз5С(4) 1'(МНз5СХ) !000 (9.18) определены концентрации каждого из раствора, и по закону сложения ошибок (7.8) будет равна 75з 5з (9.1?! где 5! и 57 — погрешности определения молярной концентрации эквивалента растворов Ад)Х)07 и ХНз5СХ соответственно. Погрешность разности объемов Ззз также вычисляют с помощью формулы (7.8): 5з = з?5зз, + 5п, (9.18) где 5Н и 5с, — погрешности определения объемов Ад)х)Оз и )Х)Нз5С)Х) соответственно.
При подстановке уравнений (9.17) и (9.18) в (9.16) получаем !9.19) Количество весцества эквивалента хлорида в анализируемом растворе находим из уравнения (9.11): л(А8С() = п (А8МОз) — л(А85СХ) и подставляем в это соотношение уравнения (9 12) и (9.13): с (А8МОз) (з (ЛКМОз) с(ХН45СМ) (з(1ЧНз5СМ) 1000 1000 Масса хлорида в анализируемом растворе будет равна: л (АКСИ) М (С,) Г с(А8МОз).1 (АККО.) 1000 с(МН,5СН) 1'(МН,5СХ)"1 1ооо 1 А('сц. 19 14) Результат обратного титрования всегда рассчитывается по разности между взятым количеством вещества эквивалента основного рабочего вещества и оставшимся после его реакции с определяемым компонентом. Погрешность методов обратного титрования можно рассчитать также с помощью формулы (7.9), причем для упрощения ориентировочных расчетов примем, что концентрация обоих рабочих растворов одинакова. Тогда уравнение (9.14) переходит в с с81з т (С1) = 000 (! ~ — 1'з) м (С1) = — 84 (01), 1000 19.18) где с = с (Ад)х)Оз) = с ()з)Н45С)з)), а сз)з = )', — )'м если ) ! = = )с (Адй)07), )сз = К (ХНз5СХ).
Применим к уравнению (9.15) формулу (?.9): — ';- т(-'.-)' (':,")' (9 18) Погрешность определения молярной концентрации эквивалента 5, в уравнении (9.16) будет зависеть от погрешностей, с которыми 186 Если считать, что при работе с 0,1 н. растворами погрешности в определении молярной концентрации эквивалента составляют ~0,0002, а объемы рабочих растворов определяются с погрешностью ~0,02 мл, подстановка численных значений в уравнение (9.!9) дает: 5. 2(2. 1о-')' 2(о,ог)' т = ТО=' (А(?)з 8 10 ' 8 10 з + — з- . (920) Из уравнения (9.20) видно, что погрешность анализа в значительной степени зависит от разности обьемов рабочих растворов, использованных при титровании: с увеличением разности погрешность уменьшается.
Расчет по уравнению (9.20) показал, что при Л)? = 1,0 мл относительная погрешность анализа составляет 2,8%, при А)з = 5,0 мл она уменьшается до 0,63%, а при А)з = 25,0 мл — до 0,32%. Очевидно, при обратном титровании разность объемов 0,1 н, рабочих растворов менее 10,0 мл нежелательна в связи с большой погрешностью анализа. Приведенные расчеты носят, разумеется, ориентировочный характер, так как связаны с некоторыми допущениями, и заключительная рекомендация о предельной величине А)з = 10,0 мл абсолютного значения не имеет, но окончательный вывод об увеличении погрешности анализа с уменьшением разности объемов рабочих растворов останетси справедливым в любом случае. 9.3.
КРИВЫЕ ТИТРОВАНИЯ Важной характеристикой титриметрических методов являются кривые титрования. Они показывают графическую зависимость концентрации участника реакции, протекающей при титровании (или логарифма концентрации, или какого-то свойства или характеристики раствора) от объема добавленного титранта (или от степени оттитрованности).
Например, для реакций кислотно- 187 ФМ. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ТИТРИМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА В титриметрическом анализе используют реакции различного типа: — кислотно-основного взаимодействия, комплексообразования н т. д., удовлетворяющие тем требованиям, которые предъявляются к титриметрическим реакциям.
Отдельные титриметрические методы получили название по типу основной реакции, протекающей при титровании или по названию титрапта (например, в аргентометрических методах титрантом является раствор АаХОз, в перманганатометрических — раствор КМп04 и т. д.). По способу фиксирования точки эквивалентности выделяют методы титрования с цветными индикаторами, методы потенциометрического титрования, кондуктометрического, фото- метрического и т.
д. При классификации по типу основной реакции, протекающей при титровании, обычно выделяют следующие методы титриметрического анализа. !. Методы кислотно-основного взаимодействия связаны с процессом передачи протона; Н+ + ОН' = НзО СНзСООН + ОН = СНтСОО + Нтн со)- + н- = нсоу 2. Методы комплексообразования используют реакции об разования координационных соединений: Нкз+ + 2С! = НЕС Ь Мат+ + Нг Уз- = Мяте- + 2Н " (меркуриметрия) (комолекгонометрня) 188 основного взаимодействия такой х ляется его рН.
Различают рассчитанные теоретически и экспериментальные кривые титрования. Теоретический расчет кривых титрования обычно проводится по данным о константе равновесия реакции, протекающей при титровании, и исходным концентрациям реагирующих веществ, Если нормальные концентрации тнтруемого раствора и титранта одинаковы и для титрования взяли !00,0 мл раствора, то число миллилитров добавленного титранта будет равно степени протекания реакции между титрантом и определяемым веществом (степени оттитрованности). Такие кривые служат главным образом для обоснованного выбора индикатора в данном титровании, который обеспечил бы необходимую точность определения.
Экспериментальные кривые титрования получают, измеряя какое-либо свойство системы в ходе титрования (оптическую плотность, диффузионный ток и т. д.) в зависимости от объема добавленного тнтранта и строят соответствующий график. Такие кривые служат для определения точки эквивалентности. Они будут рассмотрены во второй части учебника. осаждения основаны на реакциях образования мых соединений: Лк.
+ С)- = ЛдС! (аргентометрия) Наг + 2С! = Нвтг01е (меркурометрия) 4. Методы окисления — восстановления обьединяют многочисленную группу окислнтельно-восстановительных реакций: (перманганатометрия) (нохометрия) Мпо) + 5гез + 8нз = Мнзз + 5гез'+ 1НзО 25гОз — + (т ззО! + 21- Аналитическая характеристика каждого метода включает наиболее существенные его особенности; приготовление и свойства рабочих растворов, виды кривых титрования, погрешности определения, способы индикации точки эквивалентности и практического применения. Вопросы 1.
Почему в титриметрических методах осаждения предьявляются более высокие требования к полноте протекания реакции, чем в гравиметрических методах? 2. Стандартизацию раствора НС! можно сделать по титрованному раствору ХаОН и по ХазВ40т ° !ОНзО. Какой из этих способов обеспечит более высокую точность и почему? 3. Определить фактор эквивалентности участников следующих реакции: а) Са(ОН)з+ Нз50з = Са50з+ 2Н20 б) ХазСОз+ НС! = ХаНСОз+ ХаС! в) ХазСОз+ 2НС! = 2ХаС! + СОз+ НзО г) НзР04+ 2ХаОН = ХазНР04+ 2НзО д) ХаНзРО, + ХаОН = ХазНРО, + Н20 е) ХазРОз + Н150з — — ХаНзРОз + Хаз50з ж) 2КМпОз + ЗН202 + Нз50з — — 2МпОз + 302 + + К,50, + 4Н,О з) 2КМп04 + 51! (50з)з + 2НзО = 2Мп50з + 2Н250з + + 5()Оз504 + Кз504 Глава 10 КИСЛОТНО-ОСНОВНОЕ ТИТРОВАНИЕ 10.1.
РАБОЧИЕ РАСТВОРЫ 189 !)еред изучением этой главы рекомендуется поеториго материал, посвященный кислотно-основному взаимодействие ('см. гл. 4). В методах кислотно-основного титрования основной является реакция передачи протона от титранта титруемому веществу или от титруемого вещества титранту. Реакции кислотно-основного взаимодействия характеризуются высокой скоростью, протекает строго стехиометрически. В качестве рабочих растворов используют растворы сильных кислот (НС1, Нг504 и т. д.) концентрации от 0,05 ло 1,0 моль/л или сильных оснований (ХаОН, КОН, Ва(ОН)г и т.
д.) той же концентрации. Растворы кислот устойчивы и могут храниться без изменения сколь угодно долго. Растворы щелочей также устойчивы, однако их рекомендуется хранить в парафинированной или фторопластовой посуле, чтобы не лопустить взаимолействия со стеклом. Необходимо также учитывать, что растворы щелочей поглощают лиоксид углерода из возлуха. Точную концентрацию титрованных растворов кислот и щелочей устанавливают по одному из первичных станлартных (установочных) веществ. Для стандартизации раствора кислоты часто используется карбонат натрия ХагСОз (сода) или декагилрат тетрабората натрия ХагВ407 !ОНгО (бура).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
