Ю.А. Золотов - Основы аналитической химии (задачи и вопросы) (PDF) (1109656), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Какие свойства растворителей следует учитывать при выборе растворителя для титрования кислот и их смесей (оснований и их смесей)? 7. Как используют дифференцирующий эффект растворителя при титрованви смеси кислот или оснований? 8. В каких координатах строят кривые титрованвя в методе кислотно-основного титрования? 9.
Какие факторы и каким образом влияют на величину скачка и положение точки эквивалентности на кривых титрования сильных кислот сильными основаниями? 10. Какие факторы и каким образом влияют на величину скачка и положение точки эквивалентности на кривых тнтрования слабых кисло~ сильными основаниями? 11. Как меняется вид кривой титрования (величнна скачка, положение точки эквивалентности) при изменении: а) концентрации растворов; б) величин констант кислотности или основности; в) температуры? 12. Каковы предельные значения констант кнслотности нлн основиости, а также концентраций кислот или оснований, при которых наблюдается скачок титрования? 13.
При каком условии возможно раздельное титрованне смеси кислот (или многоосновных кислот) по ступеням? Можно ли оттитровать по ступеням щавелевую, серную, винную, угольную, сернистую, зтилендиаминтетрауксусную кислоты? 14. Приведите примеры использования разных способов титрования (прямого, обратного, косвенного) в кислотно-основном гитро ванин. 15. Можно ли и каким способом оттитровать борную кислоту раствором сильного основания в водной среде? 16. Можно ли и каким способом оттитровать борную кислоту Раствором сильного основания в этвленгликоле? 17. Можно ли и каким способом оттнтровать ион аммония Раствором свльного основания в водной среде? 147 18.
Можно ли и каким способом оттитровать иои аммония распюром сильиого осиовалия в этаиоле? 19. Можно ли и каким способом оттитровать глвции, Н,ХСН~СООН и другие аминокислоты раствором хлориой кислоты в ледяной уксусной кислоте? 20. Можно ли определить содержание НС1 и Н~ВО1 в смеси титроваиием раствором сильного осиоваиия в водпой среде? Что произойдет, если к раствору, содержащему Н,ВО„добавить глицерии или маииит? 21. Можно ли определить содержаиие НС! и СН,СООН в смеси титроваиием раствором сильного осиоваиия в водной среде? Что произойдет, если к распюру, содержащему НС! и СН,СООН, добавить ацетои? 5.3.
Комилексоиометрическое титроваиие Комплексоиометрическое титроваиие освоваио иа взаимодействии ионов металлов с полиамииокарбоиовыми кислотами (комплексовами). Наиболее часто в качестве титраита используют двуяатриевую соль этвлеидиамиитетрауксусиой кислоты (ЭДТА).
Реакпюо между ионом металла и ЭДТА можно выразить в самом общем виде уравнением МЬ»"- с+НУ' '=МЪ"" "к+а.' + Н „ где Н,Ъ~ в — авиои ЭДТА. Равновесие этой реакции характеризуется условной коиставтой устойчивости образующегося комплекса (комплексоиата): (5.41) )умт =(Мт)аист = Рмткмат, (5.42) 6 П 4х 1 Фт =— б 5 Пк.+(н )Пк.+-+(н !'к.~+!н !' 1 ! (5.43) где фмт — реальиая коисгаита устойчивости комплексоиата; а— козффициеиты, учитывающие участие иона металла и аииоиа ЭДТА в конкурирующих реакциях: оомоОМ оттт тоМ+ тт (5.44) где ко,м — начальный объем тытруемого раствора; ст н кт — концентрация и объем тнтраыта (ЭДТА), соответственно.
В точке эквивалентности практнческы все ионы металла связаыы в комплекс Мх" и равновесная концентрация иона металла 1М)=от и [МУ)=сом, с учетом разбавления оом ком 1'о,м+ Нт (5.45) Следовательно, [М)=ом.— Ч (1'о,м+ ~'т)амит РМ=1/2Р сом+ 1/21к/)мт — 1/21й(Ром+ Рт) — 1йа~. (5А6) После точки эквивалентности концентрацию комплексоыата по- прежнему рассчитывают по уравнению (5.45), а с„=скт(Р;— — Г,в 1)/(Кц„+ кт).
Равновесную концентрацию иона металла рассчитывают по формуле (М) =(МЪ-)а„/(//м...) =с,„.„Р Д„,,„(1 „- Р;„) РМ = рсо,м+ 13Рмт — 1й гм+ 1$сом — 161'ом/(1'т — 1'о,м) (5.47) Если сам = сот. РМ = 1Фмт- 1йам — 1й)'ом/(1т- )ом). 149 В Прыложенны Х$11 представлены рассчытанвые по формуле (5.43) величыыы ат для некоторых значений рН. Кривая комнлексонометрического титрования представляет собой зависимость рМ ( — 1й[М]) от объема титранта (ыли степени оттигрованности /). Равновесные концентрации ионов металла в любой момент титрования рассчитывают с помощью коэффициентов ам„ат и соответствующей условной константы устойчивости . рюд.
2З). До начала титрования равновесная концентрация иона металла в отсутствие конкурирующих реакцый с его участием равна его исходной концентрации, т. е. рМ=-1ясом. При протекании конкурирующей реакции рМ = — 1й(сомам). До точки эквивалентности равновесная коыцентрация неоттитрованного иона металла при протекании конкурырующей реакции с его участием равна Величину скачка на кривых титрования можно рассчитать по формулам (5А4) и (5.45). Для упрощения расчетов пренебрегают протеканием конкурирующих реакций с участием ионов металла, а также изменением объема и допускают, что сам = с,„.
При погреш ности титрования +0„1'А скачок ограничивается /'=0,999 и /= =1,00!. Тогда хазРМ=]фмт+!8(1,001 — 1)+ 18сем+ +!8 (1 0.999) = !8/]му+ !йсе,м — 6. (5.48) Следовательно, проведение комплексонометрического титрования при относительной погрешности определения 0,1еА возможно в тех случаях, когда сс,м=0,01 М,!8Кд,>8; ссм — — 0,001 М, Щ,т>9. Интервал тзрМ, при котором изменяется окраска металлоиндикаторов, используемых при визуальном фиксировании конечной точки комплексонометрического титрования, рассчитывают по формуле (5.49) лрМ=]8А +!. Прамер 1.
Рассчвтайте автераал перехода окраски металлошшвкатора прв комплексонометрвческом твтроааввв вакелл (П) прв РН 5,0:. Мокко лв временить зтот вндвхатор дла татрованна 0',0100 М раствора накела 0,0100 М раствором ЭДТА? О ш б ж~~ Ь =150.10" /у =100 1О' Решение. По услоавю задачи услоанаа константа устойчваоств комплекса ввкела с металловндвкатором /У„ш,-]ХП ИХ1"] ь,=1,00 10'. Как взаестно, ЬРМ перехода окраска ввдвкатора ограввчвааетса отношенвем кснпеатрацай: 1/10 < сьв/]Хипа] с 10/1. Следовательно, прв соотношеавв сь ~ЛХПпй] 1/10, (Х]з+] 10//)~ч,,з е 1,00 10 ' М; рьй = 7,00. Прв соотношеавв сне/]Хйш?] Ю/1 ~Яз 1=1,00 10 е М; рХ(=9,00.
Такам образом, окраска металлошшвкатора азмеваетса а внтераале рий 7,00— 9,00. В точке зкаваалентноств !ХР ]=„/]Х(У]Щ,т —— ,/1 1О з/(2.1,50 10") 5,70 10 а; рХ] =7,25. дла обоснованна ответа рассчитаем аелвчвну скачка на крнаой тнтровашзл накелк с относвтельнон потрешвостью +0,1чч. 150 ЬРМ 1й1,50 10'*+)В(1,001 — 1)+)й(1 — 0999)+160005=П,З вЂ” 6 — 23=3,5, боэ +ва" — в 5О4 4 ~ 4 4-~ и 1 (нзб)+ таз+ тпуэ- +4Н+ (1) Р) (3) На татровавие избьпха ЭДТА (ремшна 3) израаюдовано 0,0100 25,00/1000 2,5'10 4 мазь ЕпЯ04 Цшш провэавмодействовал с ЭДТА в соатнопииви 1:1; всего в Я',00 мл добавленного 0,0100 М раствора ЭДТА содериалось 0,0100 50,00/1000 5,0.10 4 моль комплехсона, следовательно:, на свюываиве барак в комплексоват (ревзина 2) потребовалось (5,0 — 2,э/ 10 4-2,5. 1О 4 моль ЭДТА.
Такое ие количество моль барик, содериавпигосв в 20,00 мл раствора, прореагвровало с ЭДТА, а до этого пошло на образование ВаБО4 (реакцва 1). Таким образам, в 20,00 мл анализвруемого раствора находилось 2,5 10 4 моль сульфат-вона, а в 200 мл — 2,5 10 з моль соответственно. Массовав дола сульфат-нона в образце сосгавлвет в %=25.10-4.961.100/1 5000 160 Задачи 1. Постройте кривую титрования 50,00 мл 0,0150 М раствора Ре(Ш) 0,0300 М раствором ЭДТА в буферном растворе при рН 7,00.
Рассчитайте рре до и после добавления 10,00; 20,00; 25,00; 2б,00; 30,00 мл тнтранта. 2. Постройте крввую титрованив 25,00 мл 0„0400 М раствора Со(П) 0,0500 М раствором ЭДТА при РН 9,00, создаваемом аммиачным буферным раствором. Считая, что концентрация аммиака постоянна и равна 0,0400 М, рассчитайте рСо до и после добавления 5,00; 10,00; 20,00; 25,00; 35,00 мл титранта. 3. Рассчитайте условные константы устойчивости комплексов меди (Н) и алюминия (111) с ЭДТА при рН В,ОО в присутствии лвганда — ацетнлацетона. Концентрации меди и алюминия равны.
Можно ли в этих условиях титровать медь (11) раствором ЭДТА 151 т. е. скачок леивт в интервале РЫ 5,50 — 9,00. Таким образом, данный индикатор монне приискать длк твтровавив 4щке,ш в ука ванных условвах. пример 2. Дла определенна сульфат-иона внвеску образца массой 1,ч)ОО г а творили в 200 мл воды. Действием хлорвда барик на Ю,ОО мл этого раствора получили осадок сульфата барак, который затем обработали 50,00 мл 0,0100 М раствора ЭДТА. На татрова4ше юбытка ЭДТА в аымиачном буферном растворе израсходовали 25,00 мл 0,0100 М распюра сульфата нивка. Рассчитайте массовую долю (%) сульфат-иова в авализвруемом образце.
Мол. масса (ЯО4) 96,06. Решение. Напишем ураввеиав всех реакций, протекавших последовательво в системе: в присутствии алюминия (П1)? Изобразите крввые титроваыня на одном рисунке. (пм — — 3 10 'з; ас„— — 3 10 ~). Отвепк 18/),от=1,3; 18рс„„= 8,0. 4. Возможно ли (н, если возможно, то в какой области рН) комплексоыометрическое титроваыие алюминия по методу замеще ния с использованием комплексоната магния и индикатора эриохрома черного? 5. Возможно ли определение никеля в присутствии кальция (н наоборот) титрованием ЭДТА пры рН 5„00? Нарисуйте кривые тытров анна. 6. Можно ли титровать СсКН) раствором ЭДТА пры рН 6,00 в растворе, содержащем 0,0100 М С61в~ и 0,1000 М свободного 1 ? Ответя ф~в,„= 2,60 10~.
7. Титруют 0,0100 М раствор цинка 0,0100 М раствором ЭДТА пры рН 6,00. Рассчитайте ~г,ьв при рН 6,00, если в точке эквивалентности (2.'и!щЦ = [!пав]. Ответ: 1,20 10~. 8. Титруют 0,1000 М раствор Сд(ХОз)г в 0,5000 М ХНз 0,1000 М раствором ЭДТА. Рассчитайте условную коыстаыту устойчивости комплекса с подходящим индикатором, если известно, что изменение окраски раствора становится заметным при соотыошеыыи концентраций комплекса металл-индикатор и ыесвязаныого индикатора 1О: 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
