П.П. Коростелев - Химический анализ в металлургии (1110111), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Например, кристаллогидраты должны содержать кристаллизационную воду в соответствии с формулой вещества; 3) вещество должно быть устойчивым при хранении на воздухе в твердом виде и в растворе. Раствор не должен изменять своего титра в течение более или менее длительного времени; 4) желательно, чтобы вещество имело возможно ббльшую эквивалентную массу; в этом случае соответственно ббльшая навеска вещества уменьшает относительную ошибку взвешивания. Если вещество не удовлетворяет перечисленным требованиям, то сначала готовят раствор приблизительно нужной концентрации. Одновременно с этим готовят другой соответствующий раствор вещества, который может быть использован для установки титра первого раствора.
Оттитровав один раствор другим и зная титр одного из них, вычисляют титр другого раствора. Например, титр раствора НаОН можно установить по раствору щавелевой кислоты, которая путем перекристаллизацни мажет быть получена химически чистой, строго отвечающей формуле НтСв04.
2Н,О. Титр ее раствора вычисляют делением точной навески на объем раствора Нормальность титрованных растворов, Нормальностью называют число, показывающее, сколько эквивалентов растворенного вещества находится в 1 л раствора. Наиболее часто в аналитической практике пользуются децинормальными (О,1 н.) растворами, а также пятисантинормальными (0,05 н.) и двусантинормальными (0,02 н.) растворами. Удобство пользования в работе растворами одинаковой нормальности состоит в том, что реакции протекают эе 131 между их равными объемами, так как при химических ре. акциях реагирующие вещества взаимодействуют друг с другом в эквивалентных количествах. Например, на титрование 20 мл 0,1 н.
раствора гидро ксида будет израсходовано 20 мл 0,1 н. раствора кислоты, Если же нормальности растворов различны, то расход растворов при титровании будет обратно пропорциональным их нормальности, например, на титрование 20 мл 0,1 н. раствора гидроксида пойдет 10 мл 0,2 н. раствора кислоты или 40 мл 0,05 и. раствора кислоты.
Произведение объема раствора на его нормальность есть величина постоянная для обоих реагирующих веществ: 1г,йг,=)ггй/, или )г1/Уг=йг,//ггь откуда можно найти неизвестную нормальность раствора по известным объемам и известной нормальности второго раствора. На это и основаны расчеты в титриметрическом анализе. Для определения 1 экв вещества нужно исходить реакции, в которой данное вещество участвует. Рассмо рим определение 1 экв карбоната натрия в реакции с с ляной кислотой. Карбонат натрия можно титровать сол ной кислотой до гидрокарбоната натрии (например, с ин дикатором фенолфталеином): ИавСОв + НС1 = )ЧаНСОа + )ЧаС!. В этом случае 1 моль карбоната натрия взаимодействует с 1 молем кислоты.
1 экв карбоната натрия буде равен ! молю его: Эывсо, =М=10599 г; где Эмвсо,— эквивалент вещества; М вЂ” молекулярная масса. Карбонат натрия можно титровать соляной кислото до угольной кислоты с метиловым оранжевым: ХаеСОа -1- 2НС1 =- 2ХаС! -1- СО, + Н,О. В этом случае 1 моль карбоната натрия взаимодей вует с 2 молями кислоты. 1 экв карбопата натрия буд равен половине его молекулярной массы: Эмв,со, =М/2 =52,995 г. Так как титры многих титрованных растворов не м гут быть определены путем деления павески растворенного вещества на объем раствора из-за того, что многие вещества не удовлетворяют основным требованиям, предьявляемым к исходным веществам, то их титры устанавливают по соответствующим исходным веществам путем титровання.
Поскольку объемы реагирующих веществ обратно пропорцнональяы их концентрациям, то нормальность определяют из отношения объемов растворов; )г,/)Уа=/г/г/й/ а поэтому Лса= )гггУ,/)гь 132 Чтобы вычислить титр раствора по его нормальности, нужно умножить его нормальность на эквивалент и разделить на 1000. Например, требуется вычислить титр (г/мл) раствора соляной кислоты, если нормальность его Фнс1 =0,1006: Тнс1 = ЛгЭн,/1000 = 0,1006.36,46/1000 = 0,003666 г/мл. Титр раствора по определяемому веществу вычисляют по этой же формуле, подставляя в нее эквивалент определяемого вещества.
При выражении концентрации титровапных растворов через нормальность часто пользуются коэффициентом нормальности К нли поправочным коэффициентом. Коэффициент К показывает, во сколько раз нормальность данного раствора больше или меньше теоретической нормальности того же раствора. Приготовление растворов иа Фиксаналов Фиксанал представляет собой точно отвешенное количество реактива или его раствора, запаянного в стеклянную ампулу. Фиксанал продается в коробках по 10 ампул.
На каждой ампуле имеется штемпель или этикетка с обозначением формулы находящегося а ампуле вещества и его количество — 0,1 или 0,01 экв. При количественном перенесении содержимого ампулы в мерную колбу и разбавленин его до 1 л получают точно 0,1 или 0,01 и. раствор. Для приготовления раствора удаляют теплой водой штемпель (или этикетку) с ампулы, затем споласкивают ее дистиллированной водой. После этого в обычную химическую воронку помещают коротким острым концом вверх боек с крестовидным утолщением, который обычно прилагается к каждой коробке фиксанала. Воронку с бойком вставляют в горло мерной колбы вместимостью 1 л.
Затем дпо ампулы разбивают осторожным ударам об острый конец бойка, после чего пробивают вторым бойком боковое или верхнее углубление ампулы. Содержимое ампулы тщательно вымывают струей воды из промывалки в мерную колбу. Вещество растворяют в воде и доводят объем раствора до метки. Колбу закрывают пробкой и хорошо перемешивают. Фиксаналы дают возможность быстро готовить 0,1 н. илн 0,01 н.
растворы в полевых экспедиционных условиях. Копгрольиыв вопросы 1. Какие существуют методы титриметрического аиалнзаз 2. Какие требования предъявляются к титриметрическим реакциям? 3. Как готовят титрованные растворы? 4. Что такое титре 3. Какие вещества могут 133 быть исходными для приготовления титроваииого раствора? 6. Что та. яое нормальность раствора? 7.
Как определяют зквивалент вещества для приготовления титрованного раствора? 3, Как готовят растворы из ,»риксаналов? 9 41. Методы нейтрализации Для выполнения определений по методу нейтрализации применяют титрованные растворы кислот: серной, соляной или азотной — и растворы щелочей: гидроксида натрия, калия и бария. Для установления точки эквивалентности применяют индикаторы — вещества, меняющие свою окраску в определенной области рН. Индикаторы метода нейтрализация Метиловый оранжевый (метил-оранж) Область перехода окраски при рН=3,1 —:4,4. Для титрования берут 1 — 2 капли раствора на 20 — 25 мл титруемого раствора.
Для приготовления раствора индикатора растворяют 2 г сухого метилового оранжевого в 1 л воды. Переход окраски от красной к желтой. Метиловый красный (метилрот). Область перехода окраски при рН=4,2 —:6,2. Дает более резкий переход окраски, чем метиловый оранжевый. Для тнтрования применяют не более одной капли 0,2 з/о-ного этанольного раствора на 25 мл тнтруемого раствора, при больших количестнах индикатора переход окраски труднее заметен. Переход окраски от красной к желтой. Ф е н о л ф т а л е и н. Область перехода окраски при рН=8,2 —:10,0. Для тнтрования используют 1 — 2 капли 1 о/о-ного этанольного раствора индикатора на 25 мл титруемого раствора.
Переход окраски от красной к бесцветной. Красная (розовая) окраска легко обесцвечивается под действием СОт, выделяющегося в результате реакции. Оттитрованные до розовой окраски растворы при стоянии могут обесцветиться. Применяют при тнтровапии слабых кислот. Приготовление рабочих растворов Приготовление 0,1 н, раствора серной; зги с лот ы, Эквивалент серной кислоты Эн,зо.=М/2= ! =98,08/2=49,04 г. Для приготовления О,! н. раствора необходимо получить в растворе 49,04 0,1=4,904 г Нз$0» в 1 л.
Раствор ротовят приближенной концентрации из разбавленной )34 (1; 2) или (1: 5) серной кислоты, далее точную нормаль' ность раствора устанавливают титрованием. Для приготовления 1 л 0,1 н. раствора Нз50» необходимо 16,8 мл кислоты разбавленной (1: 5) плотностью 1,18 или 8,1 мл кислоты разбавленной (1: 2) плотностшо 1,35 или 2,8 мл' концентрированной кислоты плотностью 1,84 разбавить в мерной колбе водой вместимостью 1 л до метки.
Чтобы вычислить, сколько миллилитров исходной кислоты нужно взять для приготовления 1 л 0,1 н. раствора Нт50», 1 экв Нз50» (4,9 г) умножают на 100 и делят ни процентное содержание кислоты. Получают навеску кислоты в граммах; разделив ее на плотность, получают объем в миллилитрах. Установка титра 01 н. раствора сер ной' кислоты. По тетраборату натрия ЫатВ»Ог!ОНтО.
Тет. раборат натрия гидролизуется в водном растворе с обрал зованием ионов ОН; В»0" + 7НзО = 20Н + 4НзВОзг который и титруется кислотой: 20Н +2Н+= 2НО. 11оскольку ионы гидроксила связываются ионами водо' рода, то реакция протекает до конца. Суммарно ее мож но представить следующим уравнением: )х/азВ»0» + Нз50, + 5Н,О = 4НзВОз + )х!аз50». 1 экв тетрабората натрия Эы.,в,ослон,о=381,37/2=' =190,69 г.
Для установки титра кислоты нужно взять такую на» веску тетрабората, чтобы на нее было израсходовано примерно 25 мл раствора кислоты. Навеска будет составлять: 191 0,1.25/1000=0,5 г. Для установки титра берут 3 — 4 конические колбы вместимостью 100 — 150 мл н помещают в каждую по 0,5 г тетрабората натрия. Каждую навеску растворяют примерно в 50 мл воды при слабом нагревании. Добавляют сначала в одну из них 2 — 3 капли раствора индикатора метилового красного или метилового оранжевого.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
