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

Текст из файла

Тетриметрия

Содержание:

1. Основные понятия тетриметрии:

   1. Сущность титрования;

   2. Стандартные растворы;

   3. Кривые титрования;

   4. Индикаторы.

2. Кислотно-основное титрование:

   1. Расчеты рН;

   2. Таблица;

   3. Кривая титрования;

   4. Погрешности титрования;

   5. Выводы;

3. Используемая литература.

Основные понятия тетриметрии.

Сущность титрования.

Процесс приливания одного раствора, находящегося в бюретке, к другому раствору для определения концентрации одного из них при известной концентрации другого называется титрованием.

Взаимодействие между определенным веществом и реактивом должно идти в определенных стехиометрических отношениях. Отклонение от этого требования наблюдается в ряде случаев; чаще всего причиной этих ограничений являются следующие обстоятельства:

1. Особенности самого определяемого вещества, которое взаимодействует с реактивом не только по одному уравнению основной реакции, то есть наряду с основной реакцией идут побочные процессы.

2. Присутствие посторонних веществ, которые также реагируют с другим реактивом.

Реакция между определяемым веществом и реактивом должна идти с большей скоростью, что особенно важно в прямом титровании.

Одно из важных условий применения реакции – найти подходящий индикатор для определения конца титрования.

Стандартные растворы.

Стандартными растворами называются растворы с точно известной концентрацией. Существует два способа их приготовления:

1. Берут на аналитических весах точную навеску соответствующего вещества, растворяют ее в мерной колбе и доводят объем раствора водой до метки. Этим способом можно готовить титрованные растворы только тех веществ, которые удовлетворяют ряду требований:

   1. Вещество должно быть химически чистым, т.е. не должно содержать посторонних примесей в таких количествах, которые могут повлиять на точность анализов (не более 0,05-0,1%).

   2. Состав вещества должен строго соответствовать формуле. Например, кристаллогидраты должны содержать ровно столько воды, сколько соответствует их формулам.

   3. Вещество должно быть устойчивым при хранении и в твердом виде и в растворе, т.к. иначе легко нарушилось бы соответствие состава формуле.

2. Если вещество не удовлетворяет перечисленным выше требованиям , то сначала готовят раствор его приблизительно нужной молярности. Параллельно с этим готовят также стандартный раствор какого-нибудь подходящего исходного вещества, как описано выше. Далее, оттитровав один из указанных растворов другим и зная концентрацию раствора исходного вещества, вычисляют точную концентрацию раствора данного вещества.

Кривые титрования.

Кривые титрования являются графическим изображением изменений рН раствора при постепенном прибавлении рабочего раствора к определенному количеству испытуемого раствора. На оси абсцисс записывают количество прибавленного рабочего раствора, а на оси ординат – значение рН раствора. Отдельные точки кривой титрования рассчитывают по обычным формулам для вычисления рН растворов соответствующих электролитов.

Индикаторы.

При титровании необходимо установить количество рабочего раствора, эквивалентное количеству определяемого вещества. Для этой цели к исследуемому раствору приливают постепенно титрант до тех пор, пока не будет достигнуто эквивалентное отношение. Этот момент называется точкой эквивалентности. Признаком достижения точки эквивалентности служит приобретение раствором определенного значения рН. Поэтому в качестве индикаторов метода нейтрализации служат вещества, окраска которых меняется в зависимости от изменения величины рН. К ним относятся лакмус, метиловый оранжевый, фенолфталеин и многие другие вещества. Окраска каждого из них изменяется внутри определенного узкого интервала значений рН, причем этот интервал зависит только от свойств данного индикатора и совершенно не зависит от природы реагирующих между собой кислоты и основания. Благодаря этому перемена окраски индикатора происходит, как правило, не строго в точке эквивалентности, а с известным отклонением от нее. Такое отклонение влечет за собой некоторую ошибку, называемую индикаторной ошибкой титрования. Величина этой ошибки может колебаться в весьма широких пределах в зависимости от того, какой взят индикатор и какие основание и кислота реагируют между собой. При правильном выборе индикатора ошибка не выходит за обычные пределы аналитических погрешностей и может во внимание не приниматься. Наоборот, если индикатор взят неподходящий, ошибка окажется весьма значительной.

Момент титрования, когда индикатор изменяет свою окраску, называется точкой конца титрования. Необходимо выбирать индикатор и условия титрования так, чтобы точка конца титрования совпадала с точкой эквивалентности или была, возможно, ближе к ней.

Кислотно-основное титрование

Расчеты рН

П ри вычислении рН исходят из уравнения константы диссоциации слабой кислоты:

В начальный момент бензойная кислота в растворе частично диссоциирована по уравнению:

о ткуда видно, что на каждый образующийся ион Н⁺ в растворе приходится один ион С₆Н₅СОО^-. Следовательно, концентрации их равны:

Т .к. степень диссоциации бензойной кислоты очень мала, можно принять, что:

г де С_кисл есть общая концентрация бензойной кислоты в растворе, равная 0,1 М.

Учитывая это, из уравнения (1) получим:

и

Ч тобы от [H⁺] перейти к рН, прологарифмируем уравнение (2) и переменим знаки логарифмов на обратные. При этом получим:

и ли

З десь рК_кисл=-lgK_кисл представляет собой показатель индикатора, который равен:

О тсюда по формуле (3) находим:

Такова величина рН 0,1 м раствора бензойной кислоты, соответствующая начальной точке рассматриваемой кривой титрования.

В ывод формул для вычисления промежуточных точек кривой титрования. Эти точки соответствуют моментам, когда оттитрована, т.е. превращена в соль, только та или иная часть общего количества титруемой кислоты. Следовательно, раствор здесь содержит свободную слабую кислоту (С₆Н₅СООН) и ее соль (С₆Н₅СООNa). Чтобы вычислить рН для таких растворов, решим уравнение константы диссоциации бензойной кислоты относительно [H⁺]. При этом получим:

Н о С₆Н₅СООН – слабая кислота и присутствует почти исключительно в виде недиссоциированных молекул С₆Н₅СООН. Поэтому концентрацию последних можно без заметной погрешности принять равной общей концентрации кислоты в растворе:

С другой стороны, поскольку соль С₆Н₅СООNa диссоциирована нацело, а бензойная кислота диссоциирована очень слабо, почти все имеющиеся в растворе анионы С₆Н₅СОО^- получены в результате диссоциации соли, причем каждая продиссоциировавшая молекула соли дает один анион С₆Н₅СОО^-. Отсюда следует, что концентрацию анионов можно принять равной общей концентрации соли:

Из этого уравнения получим:

Логарифмируя это уравнение и переменив знаки на обратные, получим:

о ткуда

Р асчет для точки, когда прибавлена титранта 90 мл. 0,1 м NaОН:

Состав раствора: 10 мл. 0,1 м С₆Н₅СООН

90 мл. 0,1 м С₆Н₅СООNa

По формуле С₁V₁=C₂V₂ получим:

О собый практический интерес представляет область скачка на кривой титрования. Она лежит в пределах значений рН от момента, когда оставалось 0,1 мл неоттитрованной свободной бензойной кислоты, до момента, когда прибавлена 0,1 мл избытка щелочи.

Расчет для точки, когда прибавлена титранта 99,9 мл. 0,1 м NaОН:

Состав раствора: 0,1 мл. 0,1 м С₆Н₅СООН

99,9 мл. 0,1 м С₆Н₅СООNa

По формуле С₁V₁=C₂V₂ получим:

В ывод формул для вычисления рН в точке эквивалентности. В растворе присутствует соль С₆Н₅СООNa, которая частично гидролизирована по уравнению:

П рименяя к этой обратимой реакции закон действия масс, напишем:

К онцентрацию воды можно считать практически постоянной:

П роизведение К[H₂O] представляет собой также постоянную величину, называемую константой гидролиза. Из выражения:

п олучим:

П одставив полученную величину [OH^-] в уравнение К_гидр, получим:

Н о дробь [C₆H₅COOH]/[C₆H₅COO^-][H⁺] представляет собой величину, обратную К_кисл ; она равна 1/К_кисл. Следовательно, можно написать:

и

С огласно ионному уравнению реакции, при гидролизе на каждый образующийся ион OH^- в растворе появляется одна молекула С₆Н₅СООН, откуда:

В то же время, поскольку диссоциация С₆Н₅СООН дает мало ионов С₆Н₅СОО^- , можно принять, что:

У читывая это, получим:

и

Логарифмируя и меняя у логарифмов знаки на обратные, находим:

и

Н о рН=14-рОН. Отсюда окончательно находим формулу для вычисления величины рН в точке эквивалентности:

Р асчет для точки, когда прибавлена титранта 100,0 мл. 0,1 м NaОН:

Состав раствора: 0 мл. 0,1 м С₆Н₅СООН

100,0 мл. 0,1 м С₆Н₅СООNa

В ычисления рН для тех моментов титрования, когда к раствору прибавлен избыток NaOH.

Расчет для точки, когда прибавлена титранта 100,1 мл. 0,1 м NaОН:

Состав раствора: 0,1 мл. 0,1 м NaOH

100,0 мл. 0,1 м С₆Н₅СООNa

т.к. NaOH – сильная щелочь, то [OH^-]=C(NaOH).

C₁V₁=C₂V₂

Расчет для точки, когда прибавлена титранта 110,0 мл. 0,1 м NaОН:

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов реферата