О.Ф. Петрухина - Аналитическая химия (Физические и физико=химические методы анализа) (1110109), страница 49
Текст из файла (страница 49)
Оцените возможность определения содержания компонентов электролитов гальванических ванн методом кондуктометрического титрования. 17. Учитывая аддитивный характер электропроводности, гра- Ф"чески оцените вклад каждого иона в измеряемый сигнал при ко ендуктометрическом титровании с использованием реакций осаадения и комплексообразования. !8. Что такое "константа ячейки" и как ее определить? ! 9. Чем объяснить необходимость строгого фиксирования по'ежения электродов в кондуктометрической ячейке? 209 20. По какому принципу составлена принципиальная электри ческая схема установок для кондуктометрических измерений? 1 Каким образом можно избежать поляризации электродов? 21.
Бинарный раствор, содержаший НС1 и СНзСООН, титро вали 0,1011 М раствором ХаОН, измеряя в ходе титрования удельную электропроводность раствора. На кривой титрования зафик сированы два излома, соответствуюшие 5,16 и 12„70 мл раствора титранта. Рассчитайте содержание каждой кислоты в анализируе мом растворе. 22. Рассчитайте степень и константу диссоциации диметилами на (СНз)зМН, если удельная электропроводность 0,05 М водного раствора его равна 1,25 1О з Ом ' см '; Х = 51,9; ~(сн1)2нн~ = 198,3. он 23. Обоснуйте возможность дифференцированного кондуктометрического титрования компонентов смеси, содержашей фосфорную кислоту, дигидро- и гидрофосфат аммония.
Какой формы должна быть кривая титрования? Как рассчитать содержание каждого компонента? Практические работы Работа 1. Анализ снеси сильной кислоты и соли слабого основания (или сильного основания и соли слабой кислоты) При титровании смеси сильной кислоты и соли слабого основания раствором сильного основания возможны следующие рав-ь новесия: Н +ОН Н20 К!'+ ОН- = К!ОН При титровании смеси сильного основания и соли слабой кислоты раствором сильной кислоты осушествляются равновесия ОН + Н'=НО Ап + Н+ НАп з (Кг+ — катион основания, Ап — анион кислоты). в Возможность анализа рассматриваемых смесей зависит от кон-: стант кислотности и основности (К, и Кь соответственно).
Из~ расчета теоретических кривых титрования следует, что в завися-,й мости от значения (рК„+ рКь) процесс титрования смесей про х текает следующим образом: (рК, + рКь) < 12 — сначала титруется кислота (основание), затем из соли титрантом вытесняется осно- ' вание (кислота); (рК + рКь) л 16 — реакция вытеснения слабого' основания (кислоты) из соли предшествует реакции взаимодеи 210 твия кислоты (основания) с титрантом; (РК„+ РКе) = 12 —:16— обе Реакции пРотекают паРаллельно, диффеРенциРованное титование невозможно.
При соблюдении изложенных условий методом кондуктометРического титрования можно с достаточной точностью анализиРовать большое количество смесей, содержащих кислоты или основания разной силы и соли слабых оснований или кислот. Например, при титровании смеси !9аОН и СНзСООХа (РК, = 4,75) Раствором НС1 на кривой титрования регистрируются два излома, первый из которых соответствует титрованию ХаОН, второй— титрованию СНзСООХа, поскольку (РК, + РКь) < 12. В данной работе предлагается определить содержание борной кислоты (РК, = 9,24) и гидрохлорида гидроксиламина (РК, = 3,3).
Поскольку (РК, + РК~) = 17, сначала титруется гидроксиламин, затем борная кислота — на кривой титрования четко проявляются два излома. Приборы и реактивы Кондуктометр "Импульс", реохордный мост или любая другая кондуктометрическая установка. Ячейка с платиновыми электродами. Магнитная мешалка. Мерная колба вместимостью 100 мл. Пипетка вместимостью 10 мл. Бюретка вместимостью 25 мл.
Стандартный раствор МаОН, О,1 М. Анализируемый раствор: смесь 0,1 М растворов НзВОз и гидрохлорида гидроксиламина. Выполнение работы Анализируемый раствор в мерной колбе вместимостью 100 мл Разбавляют дистиллированной водой до метки и перемешивают. Пипеткой переносят 10 мл приготовленного раствора в ячейку для титрования, доливают дистиллированной воды столько, чтобы уровень раствора полностью покрыл рабочую часть электродов (40 — 50 мл) и титруют раствором ХаОН при непрерывном пеРемешивании, при этом титрант приливают порциями по 0,5 мл.
Регистрируют показания прибора — удельную электропроводяость ге или сопротивление )1. Строят кривую титрования в кооРлинатах "ж(л) — объем титранта, пошедший на титрование 1 н,он", предварительно исправив показания прибора с учетом Разбавления. По излому на кривой определяют конечную точку титрования и, пользуясь расчетными формулами титриметриче~кого анализа, вычисляют содержание борной кислоты и гидро"лорида гидроксиламина. 211 Работа 2. Олределеиие хлоридов и иодидов в их смеси При титровании смеси хлоридов и иодидов раствором А8ХО в кислой и нейтральной средах происходит последовательное осаж дение А81 (ПР„! = 8,3 1О '~), затем А8С! (ПР„ш = 1,8 1О ю).
Од нако, поскольку подвижности ионов С! и Г близки (Л = 76,4. гз ). = 78,8), на кривой кондуктометрического титрования наблю а! дается только один излом, соответствующий суммарному содержа нию галогенидов. В присутствии водного аммиака ХНз ° НзО при титровании образуется менее растворимый осадок А81, а в избытке титРанта — РаствоРимый комплекс (А8(ХНз)з1С1, соответственно на кривой кондуктометрического титрования фиксируется один излом, отвечающий титрованию иодидов. Содержание хлоридов в смеси рассчитывают по разности результатов титрования в нейтральной и аммиачной средах. Приборы и реактивы Кондуктометр "Импульс", реохордный мост или кондуктометрическая установка любого типа. Ячейка с платиновыми электродами.
Магнитная мешалка. Мерная колба вместимостью 100 мл. Пипетка вместимостью 10 мл. Бюретка вместимостью 25 мл. Универсальная индикаторная бумага. Раствор ХН НзО концентрированный. Стандартный раствор А8ХОм 0,01 М. Анализируемый раствор: смесь -0,001 М растворов КС1 и К1. Выполнение работы Анализируемый раствор помещают в мерную колбу, приливают дистиллированную воду до метки и перемешивают. С помощью пипетки переносят 1О мл этого раствора в ячейку для титрования, приливают примерно 40 мл дистиллированной воды, чтобы уровень раствора полностью покрыл рабочую часть электродов И при непрерывном перемешивании титруют раствором А8ХОз. Регистрируют показания прибора после введения каждой порции титранта.
Строят кривую титрования в координатах "удельная электропроводность (или сопротивление) раствора — объем раствора АВХОз* пошедший на титрование". По излому кривой находят объем А8ХОз (Р), соответствующий конечной точке титрования суммЫ хлоридов и иодидов. В ячейку для титрования переносят из мерной колбы пипеткой 10 мл анализируемого раствора, приливают 40 мл дистилли- 2!2 ованной воды и по каплям добавляют водный раствор аммиака о РН = 9 (контролируют универсальной индикаторной бумагой) „титруют раствором АйХОз при перемешивании.
Регистрируют показания прибора. Строят кривую титрования, находят объем АйХОз (Р;), соответствующий конечной точке титрования иодндов. Разность объемов ()' — Р;) соответствует содержанию хлоридов. По расчетным формулам титриметрического анализа вычисляют содержание хлоридов и иодидов в анализируемом растворе. Работа 3. Определение ионов ЛЧе~ и Саз4 в их смеси Для определения содержания %з+ и Са2" использована реакция комплексообразования. При кондуктометрическом титровании, основанном на комплексообразовании, в качестве титранта чаще всего применяют раствор динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА, далее сокращенная запись ХазНз'г').
й зависимости от рН среды при титровании раствором ЭДТА могут образовываться средние и протонированные комплексонаты, а также различные продукты диссоциации этилендиаминтетрауксусной кислоты. Несмотря на сложный состав раствора, на кривых титрования в буферном растворе или без него имеется четко выраженный излом. При титровании раствором ЭДТА солей металлов в растворах, не содержащих буферных смесей, на кривой титрования обнаруживается максимум, соответствующий точке эквивалентности. До точки эквивалентности электропроводность раствора возрастает за счет увеличения концентрации наиболее подвижных ионов Н+ в соответствии с реакцией, происходящей, например, при рН = 5: Мп'+ Н2у1- абу14 — ю-+ 2Н' После точки эквивалентности электропроводность раствора уменьшается в результате связывания Н~ избытком титранта в малодиссоциированную кислоту Нь+ Н Уз Нзу Н'+ НзУ = Н4У Кондуктометрическое титрование растворов с использованием ЭДТА можно проводить в отсутствие буферного раствора, если образуется средний комплексонат высокой устойчивости 16()~ н о 1 16,4.
мун-ив При титровании с использованием буферных растворов оптимальное значение рН среды определяется устойчивостью комплексного соединения и это значение, как правило, тем ниже, 213 4 — 5 14 — 15 8 — Ю 7 — !1 4 16 — 16,5 3 — 4 18 — 19 1 — 3 20 рн... 180 При титровании смесей катионов первый компонент, обра- зующий более устойчивый комплекс, обычно титруют без добавле- ния буферного раствора (в отсутствие буферных смесей наблюдает- ся более четкий излом на кривой титрования), а второй компонент титруют после добавления буферного раствора.
Ж С помощью такого приема удается раздельно определить содержание ионов %2+ и Саз+: при титровании раствором ЭДТА в слабокислой среде в отсутствие буферного раствора титруют никель (!ЯРнгу = 18,62; 1й!!сау = 10,70), затем вводят аммиачный буферный раствор, поддерживающий рН = 9, и титруют ионы кальция (ком- ТЭ ТЭ 1г плексонат никеля не разрушается в присутствии аммиака, так как 1й0 ~+ = 7,5).
Кривая титрог14 вания смеси ионов Х!2" и Саз+ представлена на рис. 4.6, Рас. 4.б. Кривая конауктометриче- ского титрования смеси ионов Н1'+ и Саг+ раствором Эдтл Приборы и реактивы Кондуктометрическая установка любого типа. Ячейка с платиновыми электродами. Магнитная мешалка. Мерная колба вместимостью 100 мл. Пипетка вместимостью 10 мл. Бюретка вместимостью 25 мл. Аммиачный буферный раствор, 1 М по )к!Н4С! и МН3 ° Н20. Стандартный раствор ЭДТА, 0,05 М. Анализируемый раствор: смесь -0,05 М растворов )к(!С!2 и СаС12. 214 чем более устойчив комплексонат (чем больше степень окисления 'ьг металла, образующего его).
Для прогнозирования возможности кондуктометрического титрования катионов металлов (напри мер, при содержании 5 10 3 М) раствором ЭДТА рекомендуется использовать следующие данные (!) — константа устойчивости комплекса состава МЪ'<4 ">: Выполнение работы Анализируемый раствор помещают в мерную колбу, приливают дистиллированную воду до метки и перемешивают.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
