Основы-аналитической-химии-Скуг-Уэст-т1 (1108740), страница 95
Текст из файла (страница 95)
После каждого измерения потенциала раствор гомогенизируют, сжимая в течение некоторого времени резиновую грушу, и поэтому ЬЕ опять становится равной нулю. Если объем раствора в пробирке, экранируюшей электрод, будет небольшим (скажем, 1 — 5 мл), то ошибка, возникающая из-за того, что по- 459 Потеицнометрнческие методы следняя порция титранта не сможет прореагировать с этой частью раствора, будет пренебрежимо мала.
Для окислительно-восстановительного титрования можно использовать два проволочных платиновых электрода, один из которых помещен в обычный медицинский шприц. Главное достоинство метода дифференциального титрования состоит в отсутствии электрода 'сравнения и солевого мостика. В конечной точке обычно наблюдается четко выраженный максимум, подобный изображенному на рис. 17-15 (кривая б). Автоматическое титроввиив В последние годы в продаже появились различные автоматические титраторы, основанные на потенцнометрическом принципе. Они удобны, если нужно выполнять большое число серийных анализов. Эти приборы не могут дать более точных результатов по сравнению с результатами, полученными ручным способом, но они сокращают необходимое для анализа время и поэтому обладают некоторыми зкономическими преимуществами. По существу, имеются автоматические титраторы двух типов.
Первые записывают кривую титрования в координатах потенциал — объем реагента, или в некоторых случаях ЬЕ)(л У, илн бтЕ!Ь)У' — объем. Конечную точку находят затем из кривой тнтрования. В приборах второго типа титрование прекращается, как только потенциал системы электродов достигнет заданной величины; объем израсходованного реагента затем считывается с прибора или печатается на ленте. В автоматических титраторах обычно применяют систему бюреток с электромагнитными клапанами для контроля потока реагента или шприц, плунжер которого приводится в рабочее состояние электродвигателем, соединенным с микрометром. В обоих случаях скорость добавления реагента в течение всего времени титрования во избежание перетитронывания должна быть мала или по мере приближения конечной точки необходимо любыми способами уменьшать объем порций реагента.
Последний метод предпочтителен, поскольку в этом случае для титровання требуется более короткое время. Сконструирован ряд приборов, которые предвидят конечную точку и добавляют реагснт порциями, как это делает оператор. (Такие приборы описаны в 1131.) ЗАДАЧИ К а) Рассчитайтс стандартный потенциал полуреакцнп СнЗСМ (тв.) + е ч==е Сц (тв,)-1- ЯС)Ч . б) Изобразите схематически ячейку с медным индикаторным электродом в качестве анода и насытцевным каломеллиым электродом в 460 Глава 17 качестве катода, которую можно было бы применить для определения 5Сг( †. в) Выведите уравнение, связывающее измеряемый потенциал ячейки (б) с р5С)4, полагая, что потенциал жидкостного соединения равен нулю. г) Рассчитайте р5С1( раствора роданида, насыщенного Сн5СМ, находящегося в контакте с медным электродом в ячейке (б), если измеренное значение потенциала составляет 0,076 В.
2. а) Рассчитайте стандартный потенциал полуреакции Айз5(тв.)+ 2е — ~ 2А6(тв.)-(- 5'-. б) Изобразите схематически ячейку с серебряным индикаторным электродом в качестве катода и насыщенным каломельным электродом в качестве анода, которую можно было бы применить для определения 5'-. в) Выведите уравнение, связывающее измеряемый потенциал ячейки (б) с р5, полагая, что потенциал жидкостного соединения равен нулю. г) Рассчитайте р5 раствора. насыщенного Айз5 и использованного в ячейке (б), если измеренный потенциал равен 0,538 В. 3, Дайте схематическое изображение каждой нз указанных ниже ячеек и составьте уравнение, описывающее зависимость потенциала ячейки от концентра.
ции определяемого вещества. Считайте, что потенциалом жидкостного соединения можно пренебречь, а концентрации, если они будут необходимы, равны 1,00 1О ч М. Во всех случаях индикаторный электрод служит катодом. а) Ячейка с ртутным индикаторным электродом для определения рС1.
б) Ячейка с серебряным индикаторным электродом для определении рСОз. в) Ячейка с платиновым электродом для определения р5п(1тг). 4. Дайте схематическое изображение каждой из указанных ниже ячеек и составьте уравнение, описывающее зависимость потенциала ячейки от концентрации определяемого вещества. Считайте, что потенциалом жидкостного соединения можно пренебречь, а концентрации, если они будут необходимы, равны 1,00 10-' М.
Во всех случаях индикаторный электрод служит катодом. а) Ячейка со свинцовым электродом для определения рСгОь б) Ячейка с серебряным индикаторным электродом для определения рАзО,. в) Ячейка с платиновым электродом для определения рТ1(П!). 6. При определении рСгО, применили следующую ячейку: НКЭ()АйзСгОа(нас), СгО' (хМ) (Ай, Рассчитайте РСгОь если потенциал ячейки равен 0,402 В.
6. Рассчитайте потенциал ячейки, пренебрегая потенциалом жидкостного соединеияя Индикаторный электрод',1 НКЭ где индикаторным электродом служит ртуть в растворе а) 3,12 10 †' М Нйз+, б] 3,12 1О-' М Нйззь, в) насыщенном НйэВгз н содержащем 6,00 10-4 М Вг-, г) 3,00 1О' М НК((40з)з и 0,020 М КС1: Нйз+-1 2С1 м=ю Н6С!з, К =6,1.10", д) 3,00 10 ' М Нй(7(Оз) и 0,00 0 М КС1 Потенциометрические методы 461 7. Константа образования растворимого ацетата ртути(11) для реакции Нйт++2ОАс-ееН8(ОАс)т равна 2,5.10". Рассчитайте стандартный потенциал полуреакции Нй!ОАс)э+ 2е ~ ~Нй(ж )+ 2ОАс, 8. Рассчитайте стандартный потенциал полуреакции Нй т'з + 2е — тн Нй(ж,) + т'4-, где У'- — аннан ЭДТА. Константа образования для реакции Ндт++Ут-еэНйут- равна 6,3 1От'. 9.
Рассчитайте потенниал ячейки (пренебрегая потенциалом жидкостного соединения) Нй)Нйтэ-(7,24 10-4М) т'-(хМ)5НКЭ, где У'- — аннан ЭДТЛ и константа образования Нйрт- равна 6,3.10". (Для полуреакцни Нйут +2ечеН2(ж.)+у"- Е' 0,210 В.) Концентрация у'-: з) 2,0010 'М, б) 2 00 10-з М н) 2,00 10 ' М. 1О. Рассчитайте потенциал ячейки Нй! Нйуз-(7,24 10-эМ), ЭДТА(Сэдтд = 2,00 10"эМ) 1!НКЭ, если рН раствора в левой части равен а) 7,00; б) 8,00; в) 9,00. Значение а, см. в табл. 13-3 и Е' — в задаче 9. * 11. Рассчитайте потенциал ячейки Нй ! Нйта- (7,24 !О-зМ), ЭДТА (5 !О-' М), Саят (хМ) ~)НКЭ. Раствор достаточно щелочной, так что практически вся ЭДТА связана в комплекс с кальцием.
Общая концентрация иона кальция равна а) 0,0200 М; б) 0,0400 М; в) 0,100 М. Значение Е' см, в задаче 9. 12. В щелочноы растворе Са'+ концентрапии Нйуэ и ЭДТА равны соответственно 3,37 10-4 М н 2,26 1О ' М. Этот раствор образует часть ячейки Нд) Нй тэ-(3,37 10-' М), ЭДТА (2,26 10-э М), Са'+ (хМ) 11НКЭ Рассчитайте рСа раствора, если потенциал равен а] — 0,269 В; б) — 0,174 В; в) — 0,100 В. Значение Е' см.
в задаче 9. Считайте, что раствор достаточно щелочной и практически вся ЭДТА присутствует в виде СаУт . 13. Найдено, что потенциал указанной ниже ячейки равен 0,2094 В, если стеклянный электрод погружен в буферный раствор с рН 4,006: стеклянный электрод ! Н+ (а х) 1~ НКЭ Ниже приведены значения потенциалов, полученные при замене буферного рас- твора неизвестными растворами. Рассчитайте рН и активность ионов водорода для каждого из растворов ' а) 0,3011 В, т б) 0,0710 В, в) 0,4829 В, г) 0,6163 В. '14. Предположим, что различие потенциалов жидкостного соединения при калибровке и измерениях рН, описанных в залаче 13, составляет в 0,0005 В. Рассчитайте в процентах относительную ошибку определения рН и активности ионов водорода 15. Найдено, что потенциал ячейки мембранный электрод для Мцт+)Миг+(а =9,62 10-эМ)1НКЭ равен 0,367 В.
Глава !7 а) Найдено, что потенциал стал равным 0,544 В, когда раствор с известной актинностью ионов магния заменили неизвестным раствором. Каков рМ6 этого неизвестного раствора? б) Каков доверительный интервал активностей Мйз+, внутри которого можно ожидать истинное значение этой величины, если ошибка при определении потенциала жидкостного соединения составляет щ0,002 В7 ' 16. Найдено, что потенциал ячейки Сд)С6Хз(нас), Х (0,0100М)!!НКЭ равен 0,971 В. Рассчитайте растворимость СдХз, пренебрегая потенциалом жидкостного соединения. 17.
Найдено, что потенциал ячейки Р1, Н, (1 атм) ( НА (0,300 М), ХаА (0,200 М) !,'! НКЭ. равен 0,741 В. Рассчитайте константу диссоцпации НА, пренебрегая величиной потенциала жидкостного соединения. 18. 40,0 мл 0,100 и. раствора НХОз разбавили до 75,0 мл н оттитровалв 0,080 н. раствором Се'+. В процессе титровання (Не) в растворе поддерживали равным 1,00. (Формальный потенциал для системы Сез+/Севе 1,44 В.) ' а) Рассчитайте потенциал индикаторного электрода относительно насыщенного каломельного электрода сравнения после добавления 5,00; 10,0; 15,0; 25,0; 40,0; 49,0; 50,0; 51,0; 55,0; 60,0 мл раствора Се(1Ч). б) По полученным данным постройте кривую титрования.
19. Рассчитайте потенциал серебряного электрода (относительно НКЭ) после прибавления 5,00; 15,0; 25,0; 30,0; 35,0; 39,0; 40,0; 41,0; 45,0; 500 мл 0,100 М раствора АКМОЛА к о0,0 мл 0,0800 М раствора КЗеСХ. По этим данным постройте кривую титровапня (ПР для Ап5еСХ равно 4,0 10 м). 20. Рассчитайте потенциал в точке эквивалентности для каждого из описанных ниже случаев потенциометрического титрования. Во всех случаях считайте, что индикаторный электрод служит катодом, электрод сравнения — насыщенный каломельный электрод и что исходные концентрации растворов реагента и тнтруемого вещества 0,100 н, 'а) Титрование ЗСХ- стандартным раствором Ндз(ХОз)з (для Ндт(ЗСХ)з ПР=З,О !О-ы) с применением ртутного индикаторного электрода.
* б) Тнтрование Зп'е раствором 1з с примененном платинового пнднкаторного электрода (счнтайте, что в точке зквнвалснтностк [1 ] =0,400 г-ион)л). в) Тптровзнпе 1 в раствором РЬ(ХОз)з с применением свинцового электрода. г) Титрование !ч ' раствором ЫпО з с применением платинового электрода (считайте, что в точке эквивалентности (Н ') = = 0,200 г-ион/л). 2!. Хинпщрон представляет собой зквимолярную смесь .ноппз ч) и гидрохппона !Щ. Эти два соединения обратимо реагируют на платпнопом электроде: Я-(- 2Нг+ 2е ж==: НЯ Еа 0 699В Если раствор, насыщенный хингидроном, поместить в левую часть ячейки Р1 ! хннгидрон (нас,), Н+ (хМ) !! НКЭ, можно определить рН раствора. Было яайдсно, что потенциал такой ячейки равен — 0313 В.
Каков рН растнора, если потенциал м<ндкостпого соещшеннв считать равным нулю? Потенцнометрнчеснне методы СПИ~СОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Ионоселектнаные электроды. Сб. статей под ред. Дарста Р. — Мл Мир, ! 972. 2. Сгетег М., 7. В!о1., 47, 562 (!906). 3. йег!глйг О.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
