Т.Н. Шеховцова, И.А. Веселова - Методическое пособие по аналитической химии (1110128), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Для точного измерения определенного объема раствора иперенесения его из одного сосуда (колбы) в другой применяют пипетки.II.1.1. КИСЛОТНО-ОСНОВНОЕ ТИТРОВАНИЕ В ВОДНОМ РАСТВОРЕВ основе метода лежит протолитическая реакцияН3О+ + ОН - = 2Н2О.В процессе титрования изменяется рН раствора. Кривые титрованиястроят в координатах рН – объем добавленного титранта или степеньоттитрованности раствора (т.е. отношение количества оттитрованного в данныймомент вещества к его исходному количеству).
Конечную точку титрованияустанавливают с помощью кислотно-основных индикаторов – слабыхорганических кислот и оснований, изменяющих свою окраску в зависимости отрН среды, поскольку их протонированные и непротонированные формы13различаются по структуре и окраске. Существуют одноцветные (например,фенолфталеин) и двухцветные (метиловый оранжевый) индикаторы.С использованием этого метода определяют кислоты, основания, азот,серу в органических соединениях и т.д.Приготовление первичного стандартного раствора0,1000 М (1/2 Na2CO3)Рассчитывают навеску Na2CO3 (с точностью до 0,0001 г), необходимуюдля приготовления 250,0 мл 0,1000 М раствора. В весовом стаканчике натехнических весах отбирают близкое к рассчитанному (с точностью до 0,01 г)количество Na2CO3, уточняют массу стаканчика с содой на аналитическихвесах.
В горлышко мерной колбы емкостью 250,0 мл вставляют чистую сухуюворонку, переносят содержимое стаканчика в колбу, взвешивают стаканчик состатками соды. Рассчитывают навеску Na2CO3 по разности масс, полученныхв результате первого и второго взвешиваний. Воронку многократно промываютдистиллированной водой, растворяют соду в небольшом количестве воды (∼70мл), разбавляют раствор в колбе до метки дистиллированной водой итщательно перемешивают (∼15-20 раз).Приготовление вторичных стандартных растворов НСl и NaOHПриготовление 0,1 М НСl. В бутыль, содержащую 2 л дистиллированнойводы, вносят мерным цилиндром рассчитанное количество концентрированнойсоляной кислоты (уд. пл.
1,17), тщательно перемешивают, закрывают бутыльсифоном и приклеивают этикетку.Приготовление 0,1 М NaOH. В бутыль, содержащую 2 лдистиллированной воды, вносят мерным цилиндром рассчитанный объем 1 Мраствора NaOH (приготовленного с добавлением ВаСl2), предварительно отливиз бутыли соответствующее количество миллилитров воды. Раствор тщательноперемешивают, закрывают бутыль сифоном с трубкой, заполненной натроннойизвестью, и приклеивают этикетку.Работа 1Стандартизация раствора соляной кислоты по карбонату натрияИон CO32являетсяприсоединять протоны:основанием,способнымпоследовательноCO32- + Н+ = НCO3НCO3- + Н+ = Н2CO3Титровать карбонат кислотой можно до образования в растворе либо первого(НCO3-), либо второго (Н2CO3) продукта реакции.
В первом случаеоттитровывают половину карбоната натрия с индикатором фенолфталеином (рН14раствора NaНCO3 равен 8,34) и для расчета количества Na2CO3 в анализируемомрастворе следует удвоить число миллилитров соляной кислоты,израсходованной на титрование.
При использовании в качестве индикатораметилового оранжевого титруют до Н2CO3 (рН раствора равен 4,25) иоттитровывают весь карбонат натрия.РеагентыСоляная кислота, HCl, 0,1 М раствор.Карбонат натрия, Na2CO3, 0,1000 М (1/2 Na2CO3) стандартный раствор.Индикатор метиловый оранжевый, 0,1 %-ный водный раствор.Выполнение определения. В бюретку наливают раствор HCl. Отбираютпипеткой 10,00 мл стандартного раствора карбоната натрия, переносят вконическую колбу для титрования емкостью 100 мл, добавляют 1 каплюметилового оранжевого, 20 мл дистиллированной воды (мерным цилиндром) ититруют соляной кислотой до изменения окраски раствора из желтой в светлооранжевую.Предварительно готовят свидетель – раствор, который имеет окраску, докоторой следует титровать анализируемый раствор. Для этого в коническуюколбу для титрования емкостью 100 мл вносят мерным цилиндром 40 млдистиллированной воды, 1 каплю метилового оранжевого и 1-2 капли 0,1 Мраствора соляной кислоты до появления светло-оранжевой окраски.Внимание! Во всех титриметрических методах титрование следует повторятьне менее 3-х раз до получения результатов трех титрований, отличающихся неболее, чем на 0,10 мл.Работа 2Стандартизация раствора гидроксида натрия по соляной кислотеКриваятитрованиясильныхкислотсильнымиоснованиямихарактеризуется большим скачком рН и соответствием точки эквивалентностирН 7.
Вследствие этого сильные кислоты можно титровать сильнымиоснованиями (и наоборот) с индикаторами, значения рТ которых лежат при рНкак < 7 (например, метиловым оранжевым), так и > 7 (фенолфталеином).РеагентыСоляная кислота, HCl, 0,1000 M стандартный раствор.Гидроксид натрия, NaOH, 0,1 M раствор.Индикатор фенолфталеин, 0,1% раствор в 60%-ном этаноле.Выполнение определения. В колбу для титрования емкостью 100 млпомещают пипеткой 10,00 мл стандартного раствора HCl, 2-3 капли15фенолфталеина и титруют раствором гидроксида натрия до появления бледнорозовой окраски, устойчивой в течение 30 с. Титровать нужно по возможностибыстро, раствор не следует перемешивать слишком интенсивно во избежаниепоглощения раствором СО2 из воздуха.Работа 3Определение соляной кислотыРеагентыСоляная кислота, HCl, анализируемый раствор.Гидроксид натрия, NaOH, 0,1000 M стандартный раствор.Индикатор фенолфталеин, 0,1% раствор в 60%-ном этаноле.Выполнение определения.
В коническую колбу для титрования емкостью100 мл помещают пипеткой 10,00 мл анализируемого раствора HCl, 2-3 каплифенолфталеина и титруют раствором гидроксида натрия до появления бледнорозовой окраски, устойчивой в течение 30 с. Титровать нужно по возможностибыстро, раствор не следует перемешивать слишком интенсивно во избежаниепоглощения раствором CO2 из воздуха.Рассчитывают содержание соляной кислоты в растворе по формуле:mHCl, г =сNaOH⋅VNaOH⋅ЭHCl⋅VкVHCl⋅1000,где ЭHCl – молярная масса эквивалента соляной кислоты.Работа 4Определение аскорбиновой кислотыO H O HАскорбиновая кислота (витамин С, С6Н8О6)Hхорошо растворяется в воде (33.3 г в 100 мл воды).
Этодвухосновная кислота с константами кислотности,OOравными Ка,1 = 6,8⋅10-5 и Ка,2 = 2,7⋅10-12. ОтношениеH O C HКа,1 : Ка,2 больше 104, поэтому теоретически можноC H2O Hоттитровать каждый из двух ионов водорода енольныхгидроксильных групп; но так как Ка,2 очень мала, практически можнооттитровать только один ион водорода, применяя индикатор с интерваломперехода окраски в щелочной области (рТ > 8).Методику можно использовать для определения аскорбиновой кислоты вфармацевтических препаратах.РеагентыГидроксид натрия, NaOH, 0,1000 М стандартный раствор.Индикатор фенолфталеин, 0,1%-ный раствор в 60%-ном этаноле.16Выполнениеопределения.Полученныйотпреподавателякоммерческий фармацевтический препарат аскорбиновой кислоты (порошок, m≈ 2,5 г) помещают в весовой стаканчик, взвешивают стаканчик с содержимымна аналитических весах, переносят препарат через чистую сухую воронку вмерную колбу емкостью 100,0 мл.
Взвешивают стаканчик с остатками порошка.Рассчитывают навеску фармацевтического препарата по разности масс. Далеерастворяют порошок в воде.В колбу для титрования емкостью 100 мл помещают пипеткой 10,00 млприготовленного раствора, добавляют 2-3 капли фенолфталеина и титруютраствором гидроксида натрия до появления бледно-розовой окраски,устойчивой в течение 30 с.Рассчитывают содержание аскорбиновой кислоты в растворе по формуле:m Ñ6 H 8 Î 6 , ã =c NaOH ⋅ VNaOH ⋅ Ý Ñ6 H 8Î 6 ⋅ VêîëáûVÑ6 Í 8Î 6 ⋅ 1000,где Э C6 H 8О6 - молярная масса эквивалента аскорбиновой кислоты - 176,13 г.Содержание аскорбиновой кислоты в фармацевтическом препаратерассчитывают по формуле:wC6 H 8O6 ,% =mC6 H 8O6mнавески⋅100 .Работа 5Определение солей аммония формальдегидным методомЭтот метод является одним из самых точных методов определения солейаммония. Он основан на реакции:4NH4Cl + 6H2CO = (CH2)6N4 + 6H2O + 4HClКислоту, которая образуется в результате реакции и количество которойэквивалентно содержанию ионов аммония в анализируемом растворе, титруютраствором гидроксида натрия в присутствии индикатора фенолфталеина.
Этотиндикатор применяют вследствие того, что точка эквивалентности лежит прирН >7, так как продукт реакции гексаметилентетрамин (CH2)6N4 (уротропин) –слабое основание. Подобный вид титрования называют титрованием по методузамещения (заместительным).РеагентыГидроксид натрия, NaOH, 0,1000 М стандартный раствор.Формальдегид, HCOH, 20 %-ный раствор.17Индикатор фенолфталеин, 0,1 %-ный раствор в 90 %-ном этаноле.Выполнение определения.
В колбу для титрования емкостью 100 мл избюретки вносят 5,00 мл раствора формальдегида и 4-5 капли фенолфталеина.Из капельницы по каплям добавляют 0,1000 М NaOH до появления бледнорозовой окраски.К полученному раствору добавляют 10,00 мл анализируемого раствора,содержащего соли аммония, оставляют на 1-2 мин и затем титруютстандартным раствором гидроксида натрия до появления бледно-розовойокраски, устойчивой в течение 30 с.Рассчитывают содержание NH4Cl в растворе по формуле:СNaOH⋅VNaOH⋅ЭNH4Cl⋅Vколбы.mNH4Cl, г =VNH4Cl⋅1000Вопросы для подготовки к занятиям по кислотно-основному титрованию1.
Назовите факторы, влияющие на вид кривой кислотно-основного титрования.2. Сколько скачков на кривых титрования гидроксидом натрия щавелевой,серной, угольной и фосфорной кислот; карбоната натрия, фосфата натрия игидразина соляной кислотой?3. Приведите примеры первичных и вторичных стандартных растворов,применяемых в кислотно-основном титровании.4. Для стандартизации вторичного стандартного раствора NaOH выбранадвухосновная кислота (Ка1 = 6,17⋅10-5, Ка2 = 2,29⋅10-6). По какой формулеследует рассчитать ее эквивалентную массу?5.
Раствор Na2CO3 оттитровали с фенолфталеином. Как рассчитатьэквивалентную массу соды?6. Какой фактор преимущественно определяет величину скачка на кривойтитрования слабой кислоты раствором NaOH?7. В каких случаях на кривой кислотно-основного титрования значение рН вточке эквивалентности больше, меньше и равно 7,0? Приведите примеры.8. Титрование раствора Na2CO3 раствором HCl закончили при измененииокраски индикатора метилового оранжевого. Какие компоненты содержатся врастворе в конечной точке титрования?9.
По какой формуле следует рассчитать рН в первой точке эквивалентностипри титровании Na2CO3 раствором HCl?10. По какой формуле следует рассчитать рН в точке эквивалентности прититровании Na2CO3 раствором HCl с индикатором, рТ которого равен 4,0?11. По какой формуле следует рассчитать рН в точке эквивалентности прититровании аскорбиновой кислоты раствором HCl?12.
Почему NaHCO3 нельзя титровать раствором HCl с использованиемфенолфталеина?13. Почему при титровании солей аммония формальдегидным методом вкачестве индикатора применяют фенолфталеин?18II.1.2. КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКОЕ ТИТРОВАНИЕМетод основан на реакциях образования комплексов ионов металлов саминополикарбоновыми кислотами (комплексонами). В качестве титрантанаиболее часто используют двунатриевую соль этилендиаминтетрауксуснойкислоты (ЭДТА):Мn+ + Ym- = MY(m-n)+, где Ym- - анион ЭДТА.Наиболее часто соотношение компонентов в комплексах равно 1:1.Степень протекания реакции зависит от рН и константы устойчивостикомплексоната.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
