О.Ф. Петрухина - Аналитическая химия (Физические и физико=химические методы анализа) (1110109), страница 50
Текст из файла (страница 50)
С помощью пипетки переносят! 0 мл полученного раствора в ячейку для итрования, прибавляют примерно 40 мл дистиллированной воды и титруют раствором ЭДТА при перемешивании, Показания прибора регистрируют после каждого прибавления 0,5 мл титранта. После достижения максимального значения электропроволности ц ячейку добавляют 20 мл аммиачного буферного раствора и продолжают титровать. Полученные значения аналитического сигнала пересчитывают с учетом разбавления (объем раствора сущестценно изменяется после добавления буферного раствора) и строят кривую титрования в координатах "ю(Я) — объем раствора ЭДТА, пошедший на титрование". Первый излом на кривой соответствует оттитровыванию ионов никеля, второй — кальция.
Пользуясь расчетными формулами титриметрического анализа, вычисляют содержание никеля и кальция в исходном растворе. Работа 4. Анализ ачмонийных удобрений" Основными компонентами минерального удобрения аммофоса являются однозамещенный и двузамещенный фосфаты аммония 1ЧН4НзР04 и ()з(Н4)зНР04. Дифференцированное определение этих солей основано на различном характере изменения электропроводности раствора при титровании щелочью. На первом этапе титрования происходит связывание дигидрофосфат-ионов с образованием гидрофосфат-ионов (д = 36,0; д з = 57,0): мнзР04 эНР04 Н2Р04 + ОН вЂ” НР04 и электропроводность раствора возрастает. Далее по мере титроцання электропроводность раствора снижается за счет уменьшения концентрации )з) Н4 -ионов (Х, = 73,6), в раствор постунн,' пает эквивалентное им количество ионов )Ча+ (Х, = 50,1): оГеа 1 Н4 + ОН )Н4ОН После того, как будут полностью отгитрованы )з(Н4 -ионы, электропроводность резко возрастает за счет избытка )к(аОН (д = 198,3).
Таким образом, на кривой титрования наблю-он лается два излома. Объем титранта, пошедший на титрование до момента достижения первого излома ()л'н,он) позволяет рассчир нн нее, ру бр~; ' Методика разработана И. Н. Семеновой (РХТУ нм. д. И. Менделеева). 215 ранта, затраченного на последующее титрование суммарного коли честна ионов в растворе ( Г"ы,он), определяется по второму излому на кривой. Для расчета содержания (ХН4)гНРО4 используют объ- ЕМ )'КЯОН вЂ” ~"Н4ОН Приборы и реактивы Кондуктометрическая установка любого типа. Ячейка с платиновыми электродами. Магнитная мешалка. Мерная колба вместимостью 100 мл. Пипетка вместимостью 1О мл.
Бюретка вместимостью 25 мл. Стандартный раствор ХаОН, О,1 М. Анализируемый раствор: смесь -0,1 М растворов ) )Н4НгРО4 и (Х Н4)г Н РО4. Выполнение работы Анализируемый раствор помещают в мерную колбу, приливают дистиллированную воду до метки и перемешивают. С помощью пипетки переносят 1О мл приготовленного раствора в ячейку для титрования, приливают дистиллированную воду до объема 40 — 50 мл (рабочая часть электродов должна быть погружена в раствор).
При непрерывном перемешивании титруют стандартным раствором НаОН, прибавляя его порциями по 0,5 мл. Показания прибора регистрируют после каждой введенной порции титранта. Строят кривую титрования в координатах "ж(Л) — объем раствора ХаОН, пошедший на титрование". По изломам на кривой определяют точку эквивалентности и соответствующие значения Г"ы,он и Гемон. Содержание компонентов смеси вычисляют по расчетным формулам титриметрического анализа. 4.2. Высокочастотное тнтроввние Высокочастотное титрование — вариант бесконтактного кондуктометрического титрования, в котором анализируемый раствор подвергают действию высокочастотного электрического поля (частота порядка нескольких мегагерц).
Этот метод открывает дополнительные аналитические возможности. 4.2.1. Общая характеристика метода При повышении частоты внешнего электрического поля злектропроводность раствора электролита увеличивается (эффект Дебая — Фалькенхагена), поскольку уменьшается амплитуда колебания ионов в поле переменного тока, период колебания ионов становится соизмерим со временем релаксации ионной атмосферы (примерно 10 4 с для разбавленных растворов), тормозящий релаксационный эффект снимается.
В высокочастотном поле моле- 21б ула деформируется и поляризуется (деформа>4ионная поляризация) „начинает определенным образом перемещаться (ориентаг(ионнця ноляризация), В результате таких поляризационных эффектов возникают кратковременные токи, изменяющие электропровод; ность, диэлектрические свойства и магнитную проницаемость растворов. Измеряемая в этих условиях полная электропровод- ность высокочастотной кондуктометрической ячейки складывается из активной составляющей >а — истинной проводимости раствора — и реактивной составляющей >.р„т — мнимой электропроводности, зависящей от частоты и тйпа ячейки: 2. = 2.„„„+,Л >.~,„, (4.9) Функциональная зависимость этих электрохимических параметров от состава раствора сложна и не может быть использована для прямого высокочастотного анализа, Широкое распространение получил метод высокочастотного титрования с использованием реакций кислотно-основного взаимодействия, осаждения, комплексообразования, окисления-восстановления.
Кривая титрования в зависимости от частоты налагаемого электрического поля и концентрации раствора может быть различной формы (рис. 4.7). На форму кривой высокочастотного титрования оказывают влияние многие факторы, характер их влияния следует предварительно выяснить, варьируя частоту переменного тока, концентрацию анализируемого раствора и титранта, тип ячейки. Точка эквивалентности на кривой титрования должна находиться на изломе кривой, соответствующем пересечению прямолинейных участков. Высокочастотное титрование, так же как низкочастотное конлуктометрическое титрование, непригодно для анализа многих органических соединений, растворимых в органических раство- ТЭ тэ "с 4.
Х Зависимость формы кривой высокочастотного титрования раствора НС> раствором >на(>Н от концентрации (а> и частоты тока (б>: » — С<НСВ = О,О2 М, С(маОН> = а,2 М; 2 — С(НСВ = О,ОО2 М, С(маОН> = О,О2 М; 5 мгц, 2 — !О мрц, 3 — 20 мрн 217 рителях с низкой диэлектрической проницаемостью. Анализ рас творов с низкими проводящими свойствами проводят методом диэлкометрического титрования, основанном на зависимости ем кости ячейки от диэлектрической проницаемости раствора. В ходе титрования в зависимости от состава раствора изменяется его диэлектрическая проницаемость и поляризация, которая, являясь адаптивной величиной, характеризует степень полярности хими ческой связи всех компонентов раствора. Метод высокочастотного титрования, так же как метод низкочастотной кондуктометрии, неизбирателен, нижний предел определения 1О з М при погрешности 2% Основное достоинство метода — возможность анализировать агрессивные растворы, пасты, эмульсии.
Поскольку метод бесконтактный, при титровании исключены поляризация электродов, не контактирующих с анализируемым раствором, и их химическое взаимодействие с компонентами раствора. 4.2.2. Аиларатиура Высокочастотное титрование проводят в электролитических ячейках, в которых исследуемый электролит не имеет прямого контакта с электродами и связан с измерительной цепью индуктивно или через емкость. Поэтому можно применять электроды, изготовленные из любого металла.
Бесконтактные электролитические ячейки, используемые для высокочастотного титрования, могут быть двух типов (рис. 4.8). В емкостной С-ячейке кольцевые, прямоугольные или круглые электро-' ды контактируют со стенками стеклянного сосуда, заполняемого анализируемым раствором. Электроды и слой электролита, расположенный симметрично электродам, составляют обкладки конденсад тора, стенки стакана служат диэлектриком.
В индуктивной 1 -ячейке' сосуд из диэлектрика, заполняемый электролитом, помещен в магнитное поле катушки индуктивности. В проводящем анализируемом растворе, не обладающем магнетизмом, будут наводиться токи. В. зависимости от типа ячейки реактивная составляю- и л щая электропроводности пря работе в высокочастотном режиме является функцией емкости С или индуктивности а' (С) Хреакт еа С а.ре,кт = (1/оз)(. (4.10) где о — частота электрическо. го поля. Ряе. 4.8. Еикоетная (а) и инауктивная (о) ячейки вля выеокочаетотною титро- ванив 218 ряс. 4.я Схема установки аля высокочастотного титровании: 1 — генератор высояои частоты; 2 — ячейка; 5 — постоянное сопротивление, 4 — измерительный мост; 5 — выпрямительные аноды, 6 микроампериетр Емкостные ячейки применяют для анализа растворов с низкой электропроводностью, индуктивные — с высокой.
Для высокочастотных измерений используют схемы, включающие в качестве источника тока высокочастотные ламповые генераторы (частота тока 0,1 — 40 МГц в зависимости от типа схемы). Измеряемым сигналом может служить электропроводность (или сопротивление) всей цепи либо связанный с ними параметр, например электрический ток. В качестве регистрирующего устройства используют микроамперметры или калиброванные конденсаторы. Схема установки для высокочастотного титрования изображена на рис. 4.9. Вопросы и задачи 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
