Н.Ф. Клещёв и др. - Задачник по аналитической химии (1110107), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Построить кривую титрования раствора бромида натрия с ж(ХаВг) = 0,05 моль/дмг раствором АЗХОг, 'С(АЗХОг) 0,05 моль/дмг. 170. Построить кривую титрования раствора иодида калия с С(К1) = 0,05 моль/дмг раствором АЗХОг, С(АЗХОг) = 0,05 моль/дмэ. 7.4. Комплексонометричесиое титрование В комплексонометрии в качестве титрующего реагента комплексона — чаще всего используют динатриевую соль зтилендиаминтетрауксусной кислоты ХагНгСгоНггОгХг ° 2НгО, М = = 322,3 г/моль (комплексон П1, трилон Б, ЭДТА, условное обозначение ХагНгУ 2НгО), образующую с металлами прочные, растворимые в воде комплексные соединения строго определенного сос-тава с постоянным соотношением М: Уе = 1: 1. и+ Общее уравкение образования комплекса: М"+ ф У4 ~ — МУ" Прочность .образуемых комплексонатов металлов характеризуется величиной кокцентрационной константы устойчивости: [МУ ] Мг [54и+ ] [Уг ] Основным фактором, влияющим на 'комплексообразование, является кислотность раствора. При установившемся равновесии в растворе присутствуют как частицы полностью диссоциировавшего комплексона, так и все другие продукты протонизации аннана ЭДТА: НаУг', НэУ', НеУ, ЙгУ, НгУг, НУг, Уе .
При концентрации ЭДТА, равной С(ЭДТА), равновесная концентрация У4 опре- деляагся из уравнения: ЦЭДТА) = а [Уе ], где а — коэффициент распределения при концентрации ионов водорода [Н ]. а =1+[Н'] К +[Н']г К К +[Н']3 А' К К + Нгх НУ Нгг Нгг а Н Х' 1=1 г Соотношение концентраций этих частиц определяется ступенчатыми константами их диссоциация и зависит от рН раствора. Значения концентрационных констант устойчивости приведены в Прилажеиии П (табл.
3). Для учета влияния протонизации ЭДТА и правильного определения устойчивости комплексонатов используют так называемую эффективную константу устойчивости: Кму Кму/ эф Логарифмируя это уравнение, получают показатель эффективной константы Му 3 Му 8 н' Чтобы при титровании 0,01 М раствора соли металла ошибка титрования не превышала 0,1%, должно соблюдаться условие: МУ Кривые комплексономстрического титрования выражают зависимость величины рМ = — 18[М" ] от количества добавленного комплексона.
Чем больше значение 13КМу эффективной, тем более резко изменяется величина рМ вблизи эквивалентной точки и тем шире скачок на кривой титровання. Равновесная концентрация [М ] при комплексонометрическом титровании до точки эквивалентности будет практически равна концентрации неоттитрованного катиона металла, т.е. не связанного' с ЭДТА: Се(М) У(М) — Сэ(У) У(У) [М" ]— Р(М) + У(У) где Се(М) и Се(У) — начальные малярные концентрации соли металла и комплексона; ЦМ) — начальный объем титруемого раствора; 1'(У) — объем добавленного раствора комплексона при титровании. и+ В точке эквивалентности равновесная концентрация [М равна равновесной концентрации аннана ЭДТА, если предположить, что при диссоциации комплексоната металла концентрациями 91 других форм можно пренебречь, т.е. [М" ] ж С(У) и [МУ" ] ж в Се(м); отсюда [м"'] = с(у) = с (м)/к'ф; рм = — 13[М" ] = 1/2(!3К, ф — !8се(М)).
После точки эквивалентности расчет концентрации частиц проводят по уравнению: Со(М) [м" 1 с(м) = Каф С' (У) где С'(У) ЦУ) — Се(м) Р(М) С'(У)— И(М) + Р(У) Прологарифмируя, получаем РМ = — !3[М"'] = — !$С (М) + !$К„'ф ~+ )$С (У). Результаты комплексонометрических титрований рассчитывают, исходя из следующих соображений: если С(У) и Р(У) — соответственно молярная концентрация (ммоль/смз) и объем раствора комплексона (смз); т — масса определяемого вещества; М(Х)— молярная масса определяемого вещества; а — навеска образца (г), С(У) )е(У) М(Х) та = (г), 1000 а массовая доля вещества Х в навесив: ш 100 и'(х) = — (%). а Прн обратном титровании [с(у) л(у) — с ~')м(х).100 и(х) а 1000 где С' и 1е' — соответственно молярная концентрация и объем стандартного раствора соли металла (смз), которым оттитровывают избыток комплексона.
74.1. Решение тивввмв задач Пример 7.32. Рассчитать эффективную константу устойчивости для комплекса СаУз при РН = 7 и рН = 10, Сделать вывод о возможности комплексономегрического определения кальция. Р е ш е н и е. Из таблиц находят 1~ Кс у (он равен 10,7) и значения коэффициента а: при рН = 7 !3а = ",3; при рН = 10 н' н 13о = 0,45. Рассчитывают показатели эффективных констант !6каф = 10,7 3,3 = 7,4 при РН = 7; !6К~ф = 10,7 — 0,45 = 10,25 при рН = 10. Сау Следовательно, титроваиие кальция можно проводить при рН 7 и 10. Пример 7.33.
Вычислить эффективную константу устойчивости комплексоната РЬУ2 при титровании свинца в 0,1 М ацетатиом буферном растворе; рН = 5. Р е ш е н н е, !хК = 18, при рН = 5 значение !3а = 6,5; !6К~ф = 18 — 6.5 = 11,5 Кэф = 10 РЬУ ' ' ' РЪУ Пример 7.34. Рассчитать скачок па кривой титрования и найти величину рСа в точке эквивалентности при титроваяии 50,0 смз 0,01 М Сас!з 0,01 М раствором ЭДТА в буферном растворе с рН = = 10; !8К = 10,7; !3о = 0,45. Р е ш е н и е.
Вычисляем Каф ° !3Кат = 10,7 — 0,45 = Сау Сау = 10,25. В начале скачка титрования, когда добавлено 99,9% раствора титранта, т.е. Р(У) = 50 0,999 = 49,95 смз, 0,01.50 — 0,02 49,95 [Саз+! = = 5 . 10 е; рСа = 5,3. 50 + 49,95 В точке эквивалентности добавлено 100% комплексона: рСа = 1/2 (2 + 10,25) = 6,12. В конце скачка титрования, когда избыток комплексона будет 0,1%, т.е. 1'(У) = 50,0 1,001 = 50,05 сма, 0,01 50,05 — 0,01.50,0 С'(У) = =5 10е рУ=5,3; 50,0 + 50,05 рСа = 2 + 10,25 — 5,3 = 2 + 10,25 — 5,3 = 6,95 7,0. Следовательно, скачок тнтрования лежит в пределах от 5,3 до 7,0 единиц. Пример 7.35.
Определить массовую долю магния в алюминиевом сплаве, если после растворения 0,5000 г сплава н удаления мешающих элементов, объем раствора довели до 100 смз и 20,00 смз его оттптровали 12,06 смз 0,01 М раствора ЭДТА. Решение. М(М6) С(У) Г(У) .100 12,06.0,01 24,3.100 щ(ма)— 1 0 00'20, 0'О, 05000 1000 20 О 12,06 0,01.24,3.100 100 !Р(М8) — — 2,93%. 1000 20,0 0,5000 92 Пример 7.36.
Определить массу ртути в растворе, если после прибавления 25,00 сме 0,01 М раствора ЭДТА избыток его оттитровали 10,50 сме 0,01 М М8801. Р е ш е н и е. (25,00 0,01 — 10,50 0,01) 200,59 пь(Н8) — — 0,0291 г, 1000 где 200,59 г/моль — молярная масса ртути. 7.4'.й Контрольные оопросм 1. Назовите факторы, влияющие на величину скачка титрования.
2. В чем сущность прямого, обратного и вытеснительного комплексонометрического титрования? 3. Назовите способы обнаружения конечной точки титрования. 4. Каким требованиям должны удовлетворять металлохромные индикаторы? Йапишите равновесие в растворе металлохромного индикатора на примере эриохрома черного Т. 5.
Расскажите о применении универсальных и специфических металлохромных индикаторов. 6. Какие требования предъявляются к реакциям комплексонометрического титрования? 7. Приведите условия титрования Ре раствором ЭДТА с Н1 использованием в качестве индикатора сульфосалициловой кислоты. Как объяснить изменение окраски титруемого раствора в конечной точке титрования? 8. Какова стехиометрия комплексов металлов с ЭДТА? 9. Напишите структурные формулы ЭДТА и комплексов ее с двух- и трехзарядными металлами. 10. Расскажите о комплексонометрическом определении кальция и магния при совместном присутствии. 11. Назовите условия титрования А! раствором ЭДТА.
1П 12. Как определить ион 801 с помощью ЭДТА? 13. Условия титрования ионов кальция раствором ЭДТА. 14. Назовите способы повышения селективности комплексонометрических титрований. 15, Какие вещества используют в качестве стандартов для установления концентраций ЭДТА? 16. Почему реакцию А1 с ЭДТА проводят при нагревании? рн 17. Назовите причины индикаторных погрешностей при комплексонометрических титрованиях. 18. Объясните механизм блокирования металлохромных индикаторов. 19.
Как рассчитывают кривые титрования в комплексонометрии? Способы вычисления рМ до точки эквивачентности, в точке эквивалентности и после точки эквивалентности. При подготовке к ответам целесообразно использовать рекомендуемую литературу. 94 74.8. Задачи для сальостоятельпоьо решения Приготовление рабочих растворов и определение их концентраций 171. Титр раствора ЭДТА по оксиду кальция равен 0,000560 г/смь.
Рассчитать молярную концентрацию этого раствора. 172. Какую навеску динатриевой соли ЭДТА нужно взять длч приготовления 200 см' раствора с титром по стронщею, равным 0,00080 г/сме? 173, Какой массе магния соотвегствуег 1 сме 0.0500 М раствора ЭДТА? 174. Какой массе кобальта соответствует 1 сме 0,02000 М раствора ЭДТА? 175. Какой массе свинца соответствует 1 смь раствора 0,00200 М ЭДТА? 176. Раствор ЭДТА приготовили растворением 10,00 г чистой НеУ (М = 292 г/моль) в небольшом объеме ХаОН и разбавлением точно до 500 смь. Рассчитать для этого раствора: молярную концентрацию; титр по Сае', мг/сме; титр по 518СОз, мг/смз. 177. Раствор ЭДТА приготовили растворением 4,45 г очищенного и высушенного ХаэНеЪ ° 2Н10 в подходящем объеме воды и разбавлением точно до 1 дмь.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
