Основы-аналитической-химии-Скуг-Уэст-т1 (1108740), страница 55
Текст из файла (страница 55)
Чтобы не происходило потерь аммиака в процессе нейтрализации, концентрированный раствор гидроксида натрия, плотность которого больше плотности разбавленной окислительной смеси, осторожно приливают по стенке колбы до образования слоя на дне. Колбу быстро присоединяют к прибору для отгонки и только тогда оба слоя перемешивают, осторожно встряхивая колбу. Кроме колбы Кьельдаля в установке, изображенной на рнс.! 1-2„ имеется ловушка для улавливания капель сильно щелочного раствора и отделения нх от потока пара. В установку включен водяной холодильник.
Во время отгонки конец аллонжа помещают ниже уровня раствора кислоты в приемнике. Существуют два способа определения собранного аммиака. В одном из них в приемник помещают известное количество стандартного раствора кислоты. По окончании отгонки избыток кислоты оттитровывают стандартным раствором щелочи. Необходим индикатор с интервалом перехода окраски в кислой среде, поскольку в точке эквивалентности присутствуют ионы аммония.
Другой удобный способ, требующий применения только одного стандартного раствора, состоит в том, что в приемник вводят некоторый избыток борной кислоты; последняя реагирует с аммиаком по* уравнению НВО, ).НН, и НН+,+ВО,. Образующийся борат-ион является достаточно сильным основанием, н его можно оттитровать стандартным раствором соляной кислоты: во;+ н,о+ я=в нво, + н,о. В точке эквивалентности раствор содержит борную кислоту и ион аммония, поэтому требуется индикатор с переходом окраски а кислой среде. Метод Кьельдаля подробно описан в гл.
31 (опыт 13). Сера. Удобным методом определения серы в органических к биологических материалах является сжигание образца в токе кислорода; прибор для этой стадии анализа описан в гл. 28. Образовавшийся в процессе окисления диоксид серы (и триоксид серы) поглощают разбавленным раствором перекиси водорода: 5Ов (гвз) + Н 0 — и Н 50в. Серную кислоту затем титруют стандартным раствором щелочи. Другие элементы.
В табл. 11-1 перечислены другие элементы, которые можно определить методом кислотно-основного титровання. 18 — 1 689 Глава !! 274 Таблица !1-1 Элементный анализ, осиоваииый иа кислотно-основном титроваиии Соедине- ние, в которое переводят влемент Опре. деляемма влемеит Титроввние Продукты иоглоп«ения или оееждения ХНв (газ) +НзОт — «-ХН,"+Н,О ЯО СО, 'С1(Вг) Е Р НС1 3!Ре НзРОе Избыток ХаОН титруют НС! Определение неорганических веществ Многие неорганические соединения можно определить титрованием сильными кислотами или основаниями. Рассмотрим несколь.ко примеров.
Соли аммония. Соли аммония удобно определять по количест.ву аммиака, выделяющегося в реакции с сильным основанием в .аппарате Кьельдаля, изображенном на рис. 11-2. Аммиак собирают н титруют, как в методе Кьельдаля. Нитраты и нитриты. Рассмотренный выше метод пригоден также для определения неорганических нитратов или нитритов по.сле восстановления их до иона аммония.
В качестве восстановителя обычно используют сплав Деварда (50% Сц, 45% А1, 5о)о Хп). Гранулы сплава вводят в сильно щелочной раствор анализируемого образца, находящийся в колбе Кьельдаля. По окончании ре.акции аммиак отгоняют. В качестве восстановителя подходит также сплав Арнда (60% Сц, 40% Ма). Карбонат и смеси карбонатов. Интересным примером применения метода .кислотно-основного титрования является определение компонентов в растворе, содержащем карбонат натрия, бикарбонат натрия,и гидроксид натрия (каждого в отдельности или в их .смеси). В растворе могут сосуществовать в ощутимых количест- ЗОг (газ) +НяОз — 'НтБО» СОт (газ) + Ва (ОН),— «.ВаСО, (тв,) + +НтО НС1 (газ)+Н,Π— «-С1-+Н«0+ З!Р«(газ)+НтΠ— яНтз!Ре 12НтМоО«+ЗХНое+НтРОе — я (ХН«] «РО«12МоОе (тв.) + -1-12ытО+ЗН+ (ХИ,) зРО«12МоОз (та.) +260Н вЂ” «.
— НРО« Я+!2МоО«з +14НяО+ ц-ЗХН3 (гдз) Избыток НС! титруют ХаОН ХаОН Избыток Ва(ОН)я, титру- ют НС! ХаОН ХаОН 275 Прнмеиенме метода кислотно-основного титроиенни Таблица 11-2 Соотношение объемов при анализе смесей, содержащих карбонат, бикарбонат и гндроксил-ионы Соотношение между объемами кислоты, необходимыми длн титроианин до перехода окраски фенолфталеина (ФФ) и бром- крезолоиого зеленого (БК) Компонент 1!аОН !))а,со )чансо МаОН, ХазСОз !ЧазСОз, ХаНСОз УФФ =- Унк 1'фф = )1зУпк Уфф =0 Уф ь ) )/аУпк Уфф()Ювк Пример.
Раствор содержит одно илн несколько из следующих веществ: МааСОз, МаНСОа, ХаОН. На тнтрование 50,0 мл раствора в присутствии фенолфталеина затратили 22,1 мл 0,100 н. НС1. Вторую порцию раствора объемом 50,0 мл оттитровали в присутствии бромкрезолового зеленого, причем вблизи второй точки эквивалентности раствор прокипятили для удаления СОз. На тнтрование пошло точно 48,4 мл НС!. Каков состав исходного раствора? Если бы раствор содержал только )чаОН, на его титрование с любым индикатором были бы затрачены одинаковые объемы кислоты (т. е, УФФ=Увк).
В действительности, однако, на второе титрование пошло 48,4 мл. Поскольку на первое титрование израсходовано меньше половины этого объема, раствор кроме )чазСОз должен содержать некоторое количество ХаНСОз. Теперь мы можем рассчитать концентрации обоих компонентов. В момент достижения рН перехода окраски фенолфталеина первоначально присутствовавший в растворе СО а пра. вращается в НСО . Поэтому число мвллвмолей !4а СОз — — 22, 1 О,!00 = 2,21. 1й' вах не более двух из этих трех компонентов, поскольку в результате реакции третий компонент исчезает. Так, при смешивании гидроксида натрия с бикарбонатом натрия образуется карбонат натрия, пока не израсходуется один из исходных реагентов.
Если израсходован гидроксид натрия, в растворе будет находиться карбонат и бикарбонат натрия; если израсходован бикарбонат натрия, в растворе останется карбонат натрия и гидроксид натрия. Наконец, если смешать эквимолярные количества гидрокснда и бикарбоната натрия, основным растворенным веществом будет карбонат натрия. Анализ таких смесей требует выполнения двух титрований стандартным раствором кислоты. Одно титрование проводят в присутствии индикатора с переходом окраски в интервале рН 8 — 9; другое — в присутствии индикатора с переходом окраски в кислой среде. Состав раствора можно установить по отношению объемов кислоты, пошедших на титрование равных объемов анализируемого образца (см.
табл. 11-2 и рис. 10-4). Поскольку состав раствора установлен, по измеренным объемам можно определить концепт. рацию каждого компонента в образце. Глава 11 На титрованне от точки перехода окраски фснолфталеина до точки перехода окраски бромкрезолового зеленого пошло 48,4 — 22,1-26,3 мл НС1. Этим количеством кислоты оттитровывается как первоначально присутствовавший бикарбонат, так и бикарбонат, образовавшийся из карбоната. Следовательно, число миллимолей ХаНСОз-)- число миллимолей НазСОа = 26,3 О,!00.
Отсюда число миллимолей ЫаНСО = 2,63 — 2,21 = 0,42. Из этих данных легко рассчитать молярныс концентрации: 2,21 См,асов = -60 0 — — 0,0442 ммольгмл, 0,42 СыаНСОЗ 60 Π— — 0,0084 ММОЛЬГМЛ. В действительности способ титрования, описанный в этом примере, не вполне удовлетворителеи, так как измерение рН в области точки эквивалентности при титроваиии до бикарбоната не дает достаточно резкого изменения окраски индикатора (см. рис. 10-4). Лучше титровать до появления окраски, совпадающей с окраской раствора, содержащего приблизительно такое же количество бикарбоната натрия; в любом случае, однако, можно ожидать ошибки не менее 1%. Для улучшения результатов титрования смесей карбонат— гидроксид или карбонат — бикарбонат можно воспользоваться низкой растворимостью карбоната бария. Метод Винклера, предназначенный для анализа смесей карбонат — гидроксид, основан на титровании одной аликвотной части, содержащей оба компонента, в присутствии индикатора с переходом окраски в кислой области.
Затем для осаждения карбоната бария ко второй аликвотиой части прибавляют избыток нейтрального раствора хлорида бария н оставшийся гидроксил-ион титруют до изменения окраски фенолфталеина. При концентрации избытка ионов бария порядка 0,1 М растворимость карбоната бария слишком мала, чтобы помешать титрованию. Для того чтобы получить правильные результаты при анализе смеси карбонат — бикарбонат, определяют суммарное количество их грамм-эквивалентов титрованием одной аликвотной части пробы в присутствии индикатора с переходом окраски в кислой области, например бромкрезолового зеленого. Во второй аликвотной части пробы бикарбонат преврашают в карбонат, добавляя избыток стандартного раствора щелочи.
Затем вводят большой избыток хлорида бария и избыток щелочи титруют стандартным раствором кислоты до перехода окраски фенолфталеина. Ни в одном из этих методов осадок карбоната бария не затрудняет определения конечной то!хи. 277 Применение метода кисяотно-осноеного титроеения Определение функциональных групп органических соединений Методы кислотно-основного титрования удобны для прямого или косвенного определения различных функциональных групп органических соединений. Рассмотрим кратко методы определения наиболее обычных групп. Карбоксильная и сульфогрулпа. Наиболее обычными функциональными группами, обусловливающими кислотные свойства органических соединений, являются карбоксильная и сульфогруппа. Большинство карбоновых кислот имеют константы диссоцнацин от 10 ' до 10 ' и поэтому легко титруются.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
