С.К. Пискарёва - Аналитическая химия (1110124), страница 56
Текст из файла (страница 56)
Мьв(Ъ') 36,46 Пример 9. На титрование 10,00 мл КОН израсходовано 12,00мл 0,1000 М раствора НС1. Определить малярную концентрацию раствора КОН. Расчет ведем по формуле , Р,=,иб 1200.0,ПЮО= 10 00 г(КОН); 12,00. О,ПХ)0 е(КОН) =0,1200 моль/л. 1О Пример 10. Навеска железной руды массой 1,4352 г вазжтановлена и разбавлена в мерной колбе вместимостью 200 мл. На титрование 10,00 мл этого раствора, взятого пипеткой, расходуется 9,90 мл раствора КМпОч иэ бюрегки; сж„(КМпОг)=0,05015 моль/л.
Найти массовую долю железа в навеске железной руды (в %). Определим, какой объем (в мл) раствора КМпОч израсходован иа титровавие .200 мл раствора: Г(КМпО ) = =198 мл. 9,9 200 10,00 Определим массу (в г) железа: ш с,М 1; т=0,05015 55,85 0,198=0,5754 г. Найдем массовую долю железа в навеске (в%): 0,5754 100 ш =40,09%. 1,4352 Задачу можно решить одним дейсзвием, если абъедишпь грн формулы в одну: еьж(КМпО,) 1'(КМпО,) М . (Ге) 1'„,! 00 $'„т„ где е . (КМпОг) =0,05015 моль/л; Г(КМпОг) — объем распюра КМпОы затраченный на титровапие, мл; М,„„(Ре)=55,85 г/малан Р„,— вместимость мерной колбы, л; 1; — объем пипетки; гл„— масса навески, мл.
После подсгановки получим: 0,05015 9,9.55,85.0,200.100 ег ' ' ' 40,09%. 10 1,4352 Пример 11. Рассчита~ь моляркую концентрацию фосфорной кислоты, если ее плотность 1,140 г/смг, а массовая доля 24,07%. Определим массу раствора НзРО4 в обьеме 1 л: 1,140 !000=1140 г. Наинам массу безводной НгРОы 1140. 0,2407 274,40 г. Рассчатаем малярную концентрацию: 274,40:98=2,80 моль/л.
Пример 12. Определиз.ь массовую долю (в%) азотной кислоты, плотность ее 1,200 г/смз, а малярная концентрация 6,273 моль/л. Найдем массу безводной Н?чОг в объеме 1 л". 6,273 . 63,01 = 395.9 г. Определим массу ! л: 1,200. 1000 = 1200 г. Рассчитаем массовую долю. (в%): 1200 г — 395,3 г ~ 395,3.100 100 и — га» 1200 Првмер 13. Навеску карбоиата патрик ХаэСОэ массой 0,5300 г растворилв в мерной колбе вместимостью 100 мл. Определить титр ХаэСОэ.
Т= —; Т(ХаэСОэ)= ' =0,005300 г/ мл. ю 0,5300 !' 100 0 6. СТАНДАРТНЫЕ РАСТВОРЫ. ФИКСАНАЛЫ Применяемые в анализе растворы с точной концентрацией называют рабочими или етандиртными растворами. Точную концентрацию таких растворов устанавливают несколькими способами. Если вещество можно получить в химически чистом виде, оно устойчиво при хранении, сравнительно хорошо растворимо и если состав его строго соответствует определенной формуле, то точную концентрацию определяют по точной навеске. К таким веществам относят тетраборат натрия )ь)аэВ4Оэ-10НэО, карбонат натрия )э)аэСОэ, щавелевую кислоту НэСэО4.
2НэО, дихромат калия КэСг,О, и др. Титрованные растворы, полученные из точной навески вещества, называют приготовленными, а исходные или установочные вещества называют первичными стандартами. Растворы с установленным титром называют вп!оричг!ыми егпандартами.
Сам процесс установления точной концентрации называют стандартизацией. В болыпинстве случаев в качестве стандартных растворов используют такие вегцества, титр которых не может быть определен по точной навеске или это весьма затруднительно. Например, НС! и Ням трудно выделить в строго определенной концентрации, Едкие щелочи (КОН, ХаОН) поглощают из воздуха влагу и диоксид углерода, изменяют свой состав даже в процессе взвешивания. Поэтому растворы таких веществ готовят по приближенно взятым навескам или объемам соответствующего вещества. В дальнейшем устанавливают их точную концентрацию по другому веществу.
Например, титр кислот рекомендуют устанавливать по карбонату натрия или тетраборату натрия (буре). Растворы, титр которых устанавливают по другому ве еству, называют установленными. Кроме того, в настоящее время стандартные растворы готовят с помощью ионито . Ш в. Например, для приготовления стандартного раствора НС1 берут точную навеску )ь)Н4С1, а затем пропускают через катионит в Н-форме и разбавляют полученный раствор до нужного объема. В практике современного анализа находят широкое применение гитрованные растворы, приготовленные из фиксаналов или стандарт-титров. Фиксанал представляет собой запаянную стеклянную !рубку с количеством вещества, необходимым для приготовления ! л точно 0,1 н.
или 0,01 и. раствора. Выпускают фиксаналы серной и хлороводородной кислот, гидроксидов калия и натрия, оксалата натрия, карбоната натрия, перманганата калия и др. Пример 1. Приготовили иэ фиксаиала раствор НэзО4 с молярной конпевтрацией экаивалеитов с. „равной О,!000 г/моль. Определить титр этого раствора по КОН, т.
е. найти Т(Н,ЗОд/КОН). Моляриая масса эквивалентов Н,эО =49,04 г, а молярвая масса КОН равна 56,11 г/моль. Составим пропорцию: 49.04 — 56,11 0,004904 — Т(Н ЗО /КОН) 0,004904- 56,11 Т(НэБО4/КОН)= — — =0,005611 г/мл. 49,04 в 7. СХЕМА ТИТРИМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ Для проведения титриметрических определений необходимы стандартные или рабочие растворы, т. е. растворы с точной концентрацией.
Иногда такие растворы можно приготовить по точной навеске. Например, в хроматометрическом методе раствор КэСгэОэ можно использовать сразу же после того, как навеска булет растворена в мерной колбе. Но во многих случаях стандартные растворы готовят по грубой приближенной навеске, а точную концентрацию их определяют затем путем титров ания. Для этого используют растворы установочных веществ. Такими установочными веществами для кислот (НС1, Нэб04) мокнут служить тетраборат натрия, оксалат натрия, а для растворов КМп04 — щавелевая кислота н др.
Приготовление растворов включает 3 этапа: 1) расчет навески; 2) взятие навески„З) растворение навески. Если концентрацию раствора устанавливают по точной навеске, то ее взвешивают на аналитических весах, а затем растворяют в мерной колбе. Если концентрация не может быть установлена по точной вавеске, то навеску берут на технохимических весах, в случае жидких веществ отмеривают рассчитанный объем, а затем добавляют необходимое количество растворителя.
Растворение проводят в подготовленном сосуде, предназначенном для хранения раствора. Если предполагагот выполнить большое число определений, то сразу готовят болыпой объем раствора. Дпя определения точной концентрации таких растворов проводят титрование. Сущность титрования заключается в том, что два раствора заставляют взаимодействовать друг с другом, фиксируя момент эквивалентности.
При этом олин из растворов 255 приливают к другому, Концентрация одного из них известна точно, а концентрация другого или неизвестна, или извесгна приближенно. Один из растворов отбирают пипеткой и переносят строго определенную долю всего раствора в коническую колбу или сгакап (метод пипетирования) или же вместо этого в конической колбе или стакане растворяют точную навеску в определенном количестве растворителя (мепюд отдельных навееок).
После этого добавляют индикатор или ориентируются на другой способ определения точки эквивалентности, и добавляют второй раствор из бюретки. Сам процесс прилив ания одного из растворов к другому называют п5изпрованием. При проведении титрования не ограничиваются одним или двумя определениями, а проводят титрование не менее чем до трех сходящихся результатов. В настоящее время промышленнос5ь выпускает фиксаналы для приготовления многих стацдартпых растворов. Это значительно облегчает и ускоряет предварительный этап подготовки необходимых титрованных растворов. В каждой коробке с фиксаналами имеется инструкция, которой и следует руководствоваться, глотова раствор. Один и тот же стагщартный раствор позволяет проводить определение концентраций многих веществ.
Например, имея стандартный раствор НС1, можно определить гидроксиды (КОН, 1заОН), многие соли ()чазВ505, )ЧазСОз), оксид ртути и др. Важнейшим моментом в титриметрическом определении является установка точки эквивалентности. Завершается определение расчетом результата анализа. й 8. УСТАНОВЛЕНИЕ ТОЧКИ ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ Точность титриметрических определений в значительной степени зависит от правильности установления точки эквивалентности, или, иначе говоря, от индикации точки эквивалентности. Все способы индикации точки эквивалентности можно разделить на три группы: 1) самоиндикация; 2) использование специальн индикаторов; 3) физико-химические способы. В способах первой группы точка эквивалентности достигае точным добавлением титранта (т. е.
раствора, которым титрую В этом случае сам титрант играет роль индикатора. Наприм в методе перманганатометрии одна лишняя капля КМпО5 прид раствору бледную малиновую окраску. В аргентометрическом методе к раствору с бромид-ионами добавляют стандартный раствор Ай)ЧОз. Приливание его заканчивают тогда, когда последующая капля раствора Ая)ЧОз не вызывает образования новых количеств осадка АяВг. Титруемый раствор полностью просветляется над осадком. Такой прием называют методом просветления. 258 В методе равного'помутнения титрование закаичиваегс» тогда, когда две пробы, одну из которых принимают за стандарт, дают одинаковое помутнение.
Такой метод требует большого навыка, его широко использовали для разработки индикаторных методов, в настоящее время им не пользуются. К индикаторам относят большой круг органических и неорганических веществ, которые позволяют установить' точку эквивалентности по изменению цвета, появлению или исчезновению мути, свечения. В большинстве случаев индикатор вводят в анализируемый раствор, тогда его называют внутренним.
Если же отбирают каплю раствора и смешивают ее с индикатором на белой фарфоровой пластинке или фильтровальной бумаге„ то индикатор называют внешним. В настоящее время все более широкое применение находят физико-химические методы индикации, так как некоторые из них можно полностью автоматизировать. Их можно применять и тогда„когда нет полноты протекания реакции между титрантом и титруемым веществом. Наиболее часто применяемые физикохимическис методы охарактеризованы кратко в ч 3 данной главы.
В отличие от визуальной индикации физико-химические методы требуют значительных расходов на аппаратуру. ГЛАВА И КИСЛОТНО-ОСНОВНОЕ ТИТРОВАНИЕ 8 Е ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДА Дпя титриметрических определений широко используют реакции в растворах между кислотами и осцованиями. В классической химии реакцию между кислотой и основанием с образованием соли и воды называют реакцией нейтрализации и соответственно сам метод называют методом нейтрализации. Обратимся к хорошо известной реакции нейтрализации: НаОН+НС!=НаС!+Н О Напишем ее в ионной форме: Н'+ОН =Н О В дейсгвительности подобный процесс не может протекать, так как ион Н+ или протон р не существует в растворе в свободном состоянии.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
