166653 (599207), страница 6

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

Текст из файла (страница 6)

Методика анализа

В мерную колбу получают раствор задачи, в которую предварительно для уменьшения адсорбции ионов галогенидов на поверхности осадка было введено 25 мл 7 % раствора нитрата бария. Объем в колбе дистиллированной водой доводят до метки и тщательно перемешивают.

В стаканчик для титрования пипеткой вносят две аликвотные части раствора задачи, объем в стаканчике доводят до 50 мл дистиллированной водой и опускают туда серебряный электрод. При помощи солевых мостиков, содержащих насыщенные растворы КСl и КNО₃ соединяют реакционный сосуд с хлорсеребряным электродом.

Схема гальванического элемента:

(−) Аg │АgI, I⁻, Вr⁻, Сl⁻ ║ КNО₃ ║ КСl ║ КСl, АgСl│ Аg (+)

серебр.эл-д исслед.р-р хлорсеребр.эл-д

Включают магнитную мешалку, отрегулировав скорость вращения, и измеряют ЭДС гальванического элемента с помощью иономера. ЭДС цепи определяется: Е = φ^°_АgНаl − φ^°_{хлорсер.} − 0,058 lg С_Наl-

Теоретические основы потенциометрического титрования рас-сматриваются в разделе 6. Титрование осуществляют рабочим раствором АgNО₃ с установленным титром, прибавляя его по 0,2 мл. Результаты измерения вносят в таблицу (см. раздел 6) и по полученным данным на миллиметровой бумаге строят интегральную зависимость Е = f(V_{раб.р-ра}). По кривой определяют примерное положение точек эквивалентности. Для нахождения эквивалентных объемов строят дифференциальную кривую в координатах ∆Е/∆V от V^'. Интегральная и дифференциальная кривые должны быть построены в одном масштабе. Дифференциальная кривая будет иметь три максимума. Проведя перпендикуляр от этих максимумов на ось абсцисс, находят значения трех эквивалентных объемов V₁^', V₂^' и V₃^' с точностью до 0,02 мл. Результаты анализа выражают в граммах галогенид-ионов в задаче:

V₁^’ N(АgNО₃) · М_э(I) · V_к

m(I⁻) = ---------------------------------

1000 2V_п

( V₂^' − V₁^') N(АgNО₃) · М_э(Вr) · V_к

m(Вr⁻) = --------------------------------------------

1000 2V_п

( V₃^' − V₂^') · N(АgNО₃) · М_э(Сl) · V_к

m(Сl⁻) = -------------------------------------------- , где

1000 2V_п

V₁^', V₂^', V₃^' − эквивалентные объемы, мл;

V_к − объем колбы, мл;

V_п − объем пипетки, мл.

5. МЕТОД КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ

Комплексонометрия − раздел титриметрического анализа, основанный на реакциях комплексообразования между определяемым ионом металла (М) и титрантом (комплексоном).

Катионы металла (М), содержащие вакантные d-орбитали, реагируют с донорами электронной пары − лигандами (L), образуя координационные соединения − хелаты. Хелатообразующий лиганд с двумя донорными группами, участвующими в образовании координационной связи, называется бидентатным; лиганд с тремя донорными группами − тридентатным и т.д.

Хелатообразование всегда протекает в одну стадию, тогда как при образовании комплекса образуется несколько промежуточных соединений.

В аналитических целях реакцию комплексообразования можно использовать, только если образуется комплекс типа МL состава 1:1, в котором к каждому металла присоединен один лиганд, поскольку для таких систем характерно наибольшее изменение значения рМ вблизи точки эквивалентности.

Наиболее широкое применение в комлексонометрии нашли комплексоны. Это полиаминокарбоновые кислоты, образующие с ионами металлов комплексные соединения: этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТУ) − комплексон II и ее двунатриевая соль (ЭДТА), которую называют комплексон III или трилон Б:

Препарат в виде белого растворимого в воде порошка является кристаллогидратом состава Nа₂Н₂Т · 2Н₂О, где Т − анион ЭДТУ. ЭДТУ − слабая четырехосновная кислота (Н₄Т), характеризующаяся четырьмя ступенями диссоциации: рК_I = 2,0; рК_II = 2,67; рК_III = 6,16; рК_IV = 10,26. Близкие значения рК_I и рК_II показывают, что отщепление первых двух протонов протекает легче, чем отщепление двух оставшихся.

Данная соль относительно хорошо растворима в воде и диссоциирует, как сильный электролит:

Nа₂Н₂Т → 2Nа⁺ + Н₂Т²⁻

Трилон Б взаимодействует со всеми катионами металлов II−IV аналитических групп. Реакции взаимодействия трилона Б с катионами металлов выражают уравнениями:

М²⁺ + Н₂Т²⁻ МТ²⁻ + 2Н⁺

М³⁺ + Н₂Т²⁻ МТ⁻ + 2Н⁺

М⁴⁺ + Н₂Т²⁻ МТ + 2Н⁺

Таким образом, ЭДТА реагирует с ионами металлов с образованием комплекса 1:1, независимо от заряда катиона. В результате реакции взаимодействия происходит замещение двух катионов водорода, поэтому f_экв(М) = ½.

Указанные равновесия зависят от рН раствора. Для обеспечения полноты протекания реакции значение рН поддерживают постоянным, применяя для этого соответствующий буферный раствор. Чем выше заряд иона металла, тем прочнее образующийся комплексонат и тем более кислая среда допускается в ходе титрования.

Водные растворы комплексона III и большинства комплексонатов металлов бесцветны. Конец титрования обычно определяют с помощью металлиндикаторов. Это органические вещества, образующие цветные комплексные соединения с определяемым катионом. Свободный индикатор и его комплекс с ионом металла окрашены неодинаково. Устойчивость комплекса индикатора с металлом должна быть высокой, но ниже устойчивости комплекса металла с комплексоном.

Раствор трилона Б готовят из высушенной при 80^°С навески. Для определения точной концентрации раствора трилон Б используют стандартный раствор МgSО₄, приготовленный из стандарт-титра или навеску металлического цинка, растворенную в соляной или серной кислоте.

5.1. Стандартизация раствора трилон Б

Для определения точной концентрации раствора трилон Б применяется стандартный раствор сульфата магния, приготовленный из стандарт-титра. Концентрация раствора МgSО₄ = 0,01 моль/л. В качестве индикатора используется кислотный хромовый темно-синий. В основе определения лежат реакции:

1. образование комплекса катиона магния с индикатором:

рН ~ 9

Мg²⁺ + Нind²⁻ МgInd₂²⁻ + 2Н⁺

синий винно-красн.

1. образование более прочного комплекса катиона магния с рабочим раствором трилон Б с выделением свободной формы индикатора:

рН ~ 9

МgInd₂²⁻ + Nа₂Н₂Т Nа₂МgТ + 2Нind²⁻

винно-красн. раб.р-р бесцв. синий

Методика анализа

В колбу для титрования последовательно из бюретки отмеряется 4,0; 5,0 и 6,0 мл стандартного 0,01 М раствора МgSО₄, цилиндром отмеряется 5 мл аммиачного буферного раствора, добавляется 1 капля индикатора. Объем в колбе примерно вдвое разбавляется дистиллированной водой, смывая капли растворов со стенок внутрь колбы. Полученный раствор титруют трилоном Б до перехода винно-красной окраски раствора в синюю. Расчет концентрации раствора трилона Б производится на основе закона эквивалентов:

N(МgSО₄) V(МgSО₄)

N(Nа₂Н₂Т) = ---------

V(Nа₂Н₂Т)

По трем значениям концентрации раствора трилон Б рассчитывается среднее значение концентрации этого раствора.

Лабораторная работа №11

"Определение содержания Аl³⁺ методом обратного титрования"

Метод определения основан на том, что в кислой среде катионы алюминия образуют с трилоном Б прочное комплексное соединение (lg β = 16,13). Для разрушения гидратной оболочки комплекса и увеличения скорости реакции образования комплексоната алюминия проводят кипячение раствора соли алюминия с трилоном Б, взятом в избытке. По окончании реакции избыток трилона Б оттитровывается стандарным раствором сульфата цинка. В качестве индикатора используется ксиленоловый оранжевый, который в слабокислом растворе (рН ~ 5) в присутствии уротропина (гексаметилтетраамина) имеет лимонно-желтую окраску. От избыточной капли раствора сульфата цинка окраска индикатора меняется на красно-розовую за счет образования комплекса цинка с индикатором.

В основе определения лежат следующие реакции:

рН ~ 5

Аl³⁺ + Н₂Т²⁻ АlТ²⁻ + 2Н⁺ + Н₂Т²⁻

отмерен.изб. остаток

Н₂Т²⁻ + ZnSО₄ ZnТ²⁻ + 2Н⁺

остаток 2-ой раб.р-р

ZnSО₄ + Нind²⁻ ZnInd₂²⁻ + 2Н⁺

изб.капля желт. красн.-роз.

По уравнению реакции и с учетом закона эквивалентов содержание алюминия определяется:

q(Аl³⁺) = q(Nа₂Н₂Т) − q(ZnSО₄).

Методика анализа

В мерную колбу получают раствор задачи, доводят до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают. В колбу для титрования пипеткой переносят аликвотную часть задачи, добавляют из бюретки 10 мл рабочего раствора трилон Б и 3 мл 2 н раствора НNО₃. Колбу накрывают стеклянной воронкой и раствор кипятят в течении 5 мин. Затем воронку над колбой ополаскивают дистиллированной водой, чтобы исключить потери раствора, и раствор охлаждают до комнатной температуры. В колбу для титрования добавляют 2 г предварительно взвешенного на технических весах уротропина. Содержимое колбы перемешивают круговыми движениями до растворения уротропина и добавляют на кончике шпателя ксиленоловый оранжевый. Смесь титруют вторым рабочим раствором ZnSО₄ до перехода окраски индикатора из желтой в красно-розовую. Расчет содержания алюминия (III) в задаче проводят по среднему результату, полученному из данных титрования трех параллельных опытов:

N(Nа₂Н₂Т) · V(Nа₂Н₂Т) N(ZnSО₄) · V(ZnSО₄)

m(Аl³⁺) = 10 ·│----------------------------- − --------│· М_э(Аl)

1. 1000

Лабораторная работа №12

"Определение общей жесткости воды"

Наличие Са²⁺ и Мg²⁺ в природных водах определяет их жесткость. Различают карбонатную (временную) и некарбонатную (постоянную). Первая обусловлена присутствием бикарбонатов (Са(НСО₃)₂ и Мg(НСО₃)₂), вторая − сульфатами (СаSО₄ и МgSО₄) или их хлоридами (СаСl₂ и МgСl₂). Карбонатную жесткость устраняют кипячением или прибавлением к воде гидроксида кальция:

Са(НСО₃)₂ + Са(ОН)₂ → 2СаСО₃↓ + 2Н₂О

Постоянную жесткость устраняют прибавлением к воде соды:

СаSО₄ + Nа₂СО₃ → СаСО₃↓ + Nа₂SО₄

Сумма временной и постоянной жесткости воды составляет общую жесткость, выраженную мг-экв ионов Са²⁺ и Мg²⁺ на 1л воды.

В основе определения лежат реакции:

Мg²⁺ + Нind²⁻ МgInd₂²⁻ + 2Н⁺

синий винно-красн.

Са²⁺ + Нind²⁻ СаInd₂²⁻ + 2Н⁺

синий винно-красн.

рН ~ 9

(Са)МgInd₂²⁻ + Nа₂Н₂Т Nа₂(Са)МgТ + 2Нind²⁻

винно-красн. раб.р-р бесцв. синий

Методика анализа

Пробу воды в мерной колбе доводят до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают. В колбу для титрования пипеткой отмеряют аликвотную часть исследуемого раствора, добавляют 5 мл аммиачного буферного раствора, разбавляют дистиллированной водой, смывая капли растворов со стенок внутрь колбы, и 1 каплю хром темно-синего.

Характеристики

Список файлов книги