166653 (599207), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

стеклянный исслед. хлорсеребряный НСl

электрод р-р электрод

1. При определении концентрации рабочего раствора NаОН по стандартному веществу щавелевой кислоты

Ag│AgCl, HCl, H⁺ , KCl, AgCl│Ag В бюретке рабочий раствор

стеклянный исслед. хлорсеребряный NаОН

электрод р-р электрод

Методика анализа

Аликвотную часть раствора стандартного вещества переносят пипеткой в стакан для титрования. Объем в стакане доводят до 50 мл дистиллированной водой. Стакан помещают на столик рН-метра, опускают в стакан электроды и магнитный стержень, на штативе укрепляют бюретку с рабочим раствором. Включают магнитную мешалку (необходимо отрегулировать скорость вращения магнитного стержня, чтобы исключить разбрызгивание раствора) и титруют исследуемый раствор рабочим раствором, добавляя его порциями по 0,2 мл. Объем добавленного раствора и соответствующие показания рН-метра заносят в таблицу (см.раздел 6). После достижения скачка титрования продолжают титрование и добавляют еще 2-3 порции рабочего раствора. По полученным данным строят кривую титрования на миллиметровой бумаге в координатах "рН − V_{раб.р-ра}" и определяют эквивалентный объем рабочего раствора (V_экв). Более точное значение V_экв определяют при построении по экспериментальным данным дифференциальной кривой в координатах "ΔрН/ΔV − V^′ ". Значение V_экв рабочего раствора подставляют в расчетную формулу для вычисления концентрации рабочего раствора:

1000 · m_н(станд. в-ва)

N_{потенц.} = ---------------------------------------------

10 · М_э(станд. в-ва) · V_экв(раб. р-ра)

По рассчитанным значениям N_потенц и N_индик вычисляют относительную ошибку определения Δ% (она не должна превышать 5 %), считая результат потенциометрического определения более достоверным:

N_потенц − N_индик

Δ = --------------------- · 100 %

N_потенц

Лабораторная работа №1

"Определение содержания КОН в растворе"

В основе определения лежит реакция нейтрализации:

КОН + НСl = КСl + Н₂О

раб. р-р

n(КОН) = n(НСl), следовательно f_экв(КОН) = 1.

Титрование щелочи рабочим раствором НСl проводят индикаторным способом. Для выполнения задачи студенты самостоятельно выбирают подходящий индикатор из предложенного списка индикаторов. Для этого необходимо рассчитать скачок титрования и сравнить это значение с рТ индикатора. Интервал рН изменения окраски индикатора должен захватывать хотя бы одну точку скачка титрования.

Методика анализа

Раствор задачи получают в чистую мерную колбу, доводят до метки дистиллированной водой, закрывают колбу пробкой и тщательно перемешивают.

В коническую колбу для титрования вносят пипеткой аликвотную часть раствора задачи, добавляют 1 каплю индикатора (по выбору) и титруют задачу рабочим раствором НСl. Титрование заканчивают в момент изменения окраски индикатора и записывают в рабочую тетрадь затраченный объем V₁(НСl), мл. Титрование повторяют трижды и вычисляют средний объем V_ср(НСl), затраченный на титрование аликвотной части задачи.

Результаты анализа выражают в граммах содержания КОН в задаче:

N(НСl) · V_ср(НСl)

m(КОН) = 10 · ----------------------- · М_э(КОН), г.

1000

Лабораторная работа №2

"Определение содержания серной кислоты в растворе"

В основе определения лежит реакция:

Н₂SO₄ + 2NaOH = Na₂SO₄ + 2H₂O

раб. р-р

По реакции: n(NaOH) = 2n(H₂SO₄) = n(½ H₂SO₄), т.е. f_экв(Н₂SО₄) = ½.

При титровании Н₂SО₄ рабочим раствором щелочи точку эквивалентности определяют индикаторным методом. Подходящий индикатор подбирают из предложенного списка после расчета скачка титрования. Интервал рН изменения окраски индикатора должен захватывать хотя бы одну точку скачка титрования.

Методика анализа

Раствор задачи получают в чистую мерную колбу, доводят до метки дистиллированной водой, закрывают колбу пробкой и тщательно перемешивают.

В коническую колбу для титрования вносят пипеткой аликвотную часть раствора задачи, добавляют 1 каплю индикатора (по выбору) и титруют задачу рабочим раствором NаОН. Титрование заканчивают в момент изменения окраски индикатора и записывают в рабочую тетрадь затраченный объем V₁(NаОН), мл. Титрование повторяют трижды и вычисляют средний объем V_ср(NаОН), затраченный на титрование аликвотной части задачи.

Результаты анализа выражают в граммах содержания Н₂SО₄ в задаче:

N(NаОН) · V_ср(NаОН)

m(Н₂SО₄) = 10 · ----------------------------- · М_э(Н₂SО₄), г.

1000

Лабораторная работа №3

"Определение содержания карбоната- и гидрокарбоната натрия при совместном присутствии"

При титровании смеси солей Nа₂СО₃ и NаНСО₃ рабочим раствором НСl реакция нейтрализации протекает в две стадии. Сначала карбонат переходит в гидрокарбонат:

Nа₂СО₃ + НСl = NаНСО₃ + NаСl, f_экв(Nа₂СО₃) = ½

раб. р-р

а затем суммарное содержание гидрокарбонатов титруется до угольной кислоты, которая самопроизвольно разлагается на углекислый газ и воду:

NаНСО₃ + НСl = Н₂О + СО₂ + NаСl f_экв(NаНСО₃) = 1

раб. р-р

При этом на кривой титрования будет наблюдаться два скачка титрования: рН в первой точке эквивалентности ~ 8,35 (нейтрализация карбоната до гидрокарбоната), рН во второй точке эквивалентности ~ 3,85 (нейтрализация суммы гидрокарбонат-ионов). Определение в смеси карбоната- и гидрокарбоната натрия можно провести, используя два индикатора: фенолфталеин (рН интервала перехода окраски 8 ÷ 9,8) и метиловый оранжевый (рН интервала перехода окраски 3,1 ÷ 4,3). В присутствии фенолфталеина оттитровывают половину Nа₂СО₃. Если продолжить титрование в присутствии метилового оранжевого, то будут оттитрованы НСО₃⁻- ионы, образовавшиеся из Nа₂СО₃ и НСО₃⁻-ионы собственно NаНСО₃. Заметив по бюретке объем кислоты, затраченный на титрование с фенолфталеином V₁(НСl), можно рассчитать содержание Nа₂СО₃ в задаче: на титрование всей Nа₂СО₃ расходуется 2·V₁(НСl). Заметив по бюретке объем кислоты при титровании с метиловым оранжевым V₂(НСl), можно рассчитать содержание NаНСО₃ в задаче: на титрование NаНСО₃ расходуется [V₂(НСl) − 2·V₁(НСl)].

Методика анализа

Раствор задачи получают в мерную колбу, разбавляют до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают. Пипеткой переносят аликвотную часть задачи в коническую колбу для титрования, добавляют 1 каплю фенолфталеина и осторожно титруют рабочим раствором НСl до перехода окраски индикатора из розовой в бесцветную. Записывают в рабочую тетрадь V₁(НСl). К обесцветившемуся раствору добавляют 1 каплю метилового оранжевого и продолжают титрование раствором НСl до перехода окраски индикатора из желтой в оранжевую. В рабочую тетрадь записывают значение V₂(НСl). Титрование повторяют не менее трех раз с новыми порциями задачи. Рассчитывают средние значения V₁(НСl) и V₂(НСl), которые используют при расчете результатов анализа:

N(НСl) · 2V₁(НСl)

m(Nа₂СО₃) = 10 · ----------------------- · М_э(Nа₂СО₃), г

1000

N(НСl) · [V₂(НСl) − 2∙V₁(НСl)]

m(NаНСО₃) = 10 · ---------------------------------------- · М_э(NаНСО₃), г.

1000

Лабораторная работа №4

"Определение содержания соды в смеси с хлоридом натрия"

Хлорид натрия в водном растворе не подвергается гидролизу, поэтому рабочий раствор НСl будет реагировать только с Nа₂СО₃. Реакция идет в две стадии (см. предыдущую работу) и ее завершение может быть зафиксировано с индикатором метиловым оранжевым. В этом случае f_экв(Nа₂СО₃) = ½.

Подготовка к анализу

Получают задачу в виде смеси двух сухих солей. Рассчитывают навеску задачи, которую необходимо взять, учитывая, что на ее титрование должно затрачиваться от 5 до 7 мл рабочего раствора НСl (см. раздел 2.2.1). При расчете навески не учитывать присутствие в задаче примеси NаСl, т.к хлорид натрия не взаимодействует с НСl.

На аналитических весах взвешивают навеску смеси сухих солей, величина которой попадает в рассчитанный интервал. Навеску переносят в мерную колбу, растворяют в горячей (60-70ºС) дистиллированной воде, охлаждают, доводят до метки и тщательно перемешивают.

Методика анализа

Аликвотную часть раствора задачи переносят пипеткой в колбу для титрования, добавляют 1 капля метилового оранжевого и титруют рабочим раствором НСl до перехода желтой окраски в оранжевую. Результат титрования V₁(НСl) записывают в рабочую тетрадь.

Титрование повторяют 2-3 раза а рассчитывают среднее значение V_ср(НСl), пошедшего на титрование аликвотной части задачи.

Расчет содержания соды в смеси проводят с учетом закона эквивалентов:

N(НСl) V_ср(НСl)

m(Nа₂СО₃) = 10 ----------------------- · М_э(Nа₂СО₃)

1000

m(Nа₂СО₃)

ω(Nа₂СО₃) = -------------------------- · 100 %

m_н(Nа₂СО₃ + NаСl)

Лабораторная работа №5

"Определение содержания щавелевой кислоты в смеси с хлоридом натрия"

Работа выполняется аналогично лабораторной работе №4. Щавелевую кислоту титруют рабочим раствором NаОН установленной концентрации. Для определения необходимо рассчитать интервал навески для щавелевой кислоты, пренебрегая присутствием хлорида натрия в задаче (хлорид натрия не взаимодействует с гидроксидом натрия). Определение проводят аналогично разделу 2.4. По результатам титрования рассчитывают содержание Н₂С₂О₄ в задаче, выраженное в граммах:

N(NаОН) V_ср(NаОН)

m(Н₂С₂О₄) = 10 · ---------------------------- · М_э(Н₂С₂О₄)

1000

m(Н₂С₂О₄)

ω(Н₂С₂О₄) = ------------------------ · 100 %

m_н(Н₂С₂О₄ + NаСl)

3. МЕТОДЫ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ТИТРОВАНИЯ

3.1. ПЕРМАНГАНАТОМЕТРИЯ

Рабочим раствором метода является перманганат калия KMnO₄. Его окислительная способность зависит от условий реакции. Наибольшей окислительной способностью перманганат калия обладает к кислой среде (Еº MnO₄⁻/Mn²⁺ = 1,51B). В этом методе индикатором служит сам титрант, так как перманганат-ионы окрашивают бесцветные растворы в розовый цвет даже при концентрации ~ 10⁻⁵ моль/л. Относительная погрешность определения за счет избытка рабочего раствора составляет 0,1-0,2%. Через 10-15 с окраска может исчезать вследствие разложения перманганата.

Рабочий раствор KMnO₄ с точно заданной концентрацией нельзя приготовить путем растворения навески кристаллического вещества в мерной колбе, так как в препарате и дистиллированной воде всегда имеются примеси, вызывающие его разложение. Приготовленный раствор выдерживают несколько дней для окисления имеющихся примесей, отделяют от осадка MnО₂ − катализатора разложения перманганата с выделением кислорода, и хранят, защищая от света и соприкосновения с веществами органического характера: резиновыми пробками, бумажными волокнами и пр. 0,1 н раствор KMnO₄ требует стандартизации приблизительно 1 раз в 3 месяца.

Для стандартизации раствора KMnO₄ в качестве стандартного вещества, чаще всего, применяют щавелевую кислоту (Н₂С₂О₄ · 2Н₂О) или ее соль − оксалат натрия (Nа₂С₂О₄). Реакцию с оксалатами проводят в серно-кислой среде при нагревании:

MnO₄⁻ + 8Н⁺ + 5ē → Mn²⁺ + 4Н₂О│2

Н₂С₂О₄ − 2ē → 2СО₂ + 2Н⁺ │5

Первые капли раствора KMnO₄ обесцвечиваются довольно медленно. Затем реакция ускоряется образующимися ионами Mn²⁺ (автокатализ), и обесцвечивание происходит быстро. Каталитическое действие, по-видимому, вызвано тем, что ионы Mn²⁺ и MnO₄⁻ образуют активные соединения марганца промежуточных степеней окисления, облегчающих ступенчатое протекание реакции.

Благодаря высокой окислительной способности перманганата калия его стандартный раствор применяют для определения многих веществ.

3.2. Стандартизация раствора KMnO₄

В основе определения лежит реакция:

5Nа₂С₂О₄ + 2KMnO₄ + 8Н₂SО₄ = 2MnSO₄ + 5Nа₂SО₄ + К₂SО₄ + 10СО₂↑ + 8Н₂О

раб. р-р

В методе окислительно-восстановительного титрования фактор эквивалентности определяется количеством отданных или присоединенных электронов. Для оксалата натрия полуреакция окисления:

С₂О₄²⁻ − 2ē → 2СО₂ f_экв(Nа₂С₂О₄) = ½

Подготовка к анализу

В чистую склянку для хранения растворов получают раствор перманганата калия с концентрацией ~ 0,05 мг-экв/мл. Полученный раствор необходимо хорошо перемешать. Бюретку промывают и заполняют полученным раствором. Из-за интенсивной окраски нулевой уровень раствора в бюретке устанавливают по верхнему мениску.

Характеристики

Список файлов книги