Аналитическая химия
Методическое пособие - Химия
Другие методички по предмету Химия
µор.,
где Nтеор - расчетная нормальность титранта. В способе пипетирования предварительно рассчитывают навеску установочного вещества по формуле g = ЭNV / 1000, приняв V = 250 мл. Навеску установочного вещества взвешивают на аналитических весах с точностью до 0,0001 г, переводят в мерную колбу вместимостью 250 мл, растворяют. Доводят водой до метки водой и тщательно перемешивают. Помещают в колбу для титрования 25 мл раствора, добавляют индикатор и титруют раствором титранта до изменения окраски индикатора.
Нормальность рассчитывают по формуле
пр= Nу.в.25 / Vт,
где Nу.в.- нормальность раствора установочного вещества; Vт - объем титранта, мл. Перечень веществ, применяемых для установки титра важнейших титрантов, и их характеристики приводятся в методических инструкциях и в табл. 113 Справочного руководства по химии, А. И. Артеменко. - М., Высшая школа, 2002 г. Установочные вещества необходимо брать в виде препаратов марки ХЧ после их перекристаллизации из воды. При установке титра способом пипетирования целесообразно использовать в качестве установочного вещества фиксанал соответствующего реагента. Метод нейтрализации применяется для определения содержания различных кислот, оснований, кислых и гидролизующихся солей. В основе этого метода лежит реакция Н+ + ОН- = Н2О.
Кривые титрования метода нейтрализации. В процессе титрования растворов кислот и оснований рН титруемого раствора непрерывно меняется. Сущность метода. В водных растворах это реакция нейтрализации. Н3О++ОН-=2Н2О. Титрантами метода являются растворы сильных кислот и оснований: НС1, Н2ЅО4, NаОН, КОН. Эти вещества не соответствуют требованиям, предъявляемым к стандартным веществам, поэтому концентрацию титрантов устанавливают стандартизацией их растворов. В качестве первичных стандартов чаще всего используют буру Nа2В4О7.10Н2О, безводный карбонат натрия Nа2СО3, дигидрат щавелевой кислоты Н2С2О4.2Н2О. В процессе титрования растворов кислот или оснований рН титруемого раствора непрерывно меняется.
График зависимости рН раствора от количества прибавленного титранта наз-ся кривой титрования. Кривые титрования дают возможность проследить изменение рН раствора в различные моменты титрования, изучить влияние температуры и концентрации реагирующих веществ на процесс нейтрализации, установить конец титрования и помогают сделать правильный выбор индикатора. Построение кривой титрования сводится к вычислению рН и концентрации титруемого вещества, соли и избыточного титранта в точках, когда к 100 мл титруемого раствора прибавлено 0; 10; 50; 90; 99; 100; 101; 110; 150; 190; 200 мл титранта. Полученные данные наносят на график, на оси абсцисс которого отложен объем прибавленного титранта, а на оси ординат - соответствующее ему значение рН, причем рН 14 должно находиться в начале координат, а рН 0 - вверху оси ординат. Полученные точки соединяют плавной кривой по лекалу. Рекомендуемый масштаб изображения: по оси х - ось абсцисс -1см соответствует 10 мл, а по оси у - ось ординат - одной 1 рН.
Вычисления концентрации компонентов производят по формулам:
в точках 5-99 мл с = (100-V/100+V)N;
в точке 100 мл с = (V/100 +V)N;
в точках 101 -200 мл с = (V-100/100+V)N,
где V - объем прибавленного титранта, мл; N -нормальность раствора.
В нулевой точке концентрация титруемого раствора задается условиями задачи. рН рассчитывается по формулам: для сильных кислот:
рН = рс? (1),
т.е. рН равняется отрицательному десятичному логарифму концентрации к-ты; для сильных гидроксидов
КОН, NаОН, Са(ОН)2 - рН =14-рс? (2);
для слабых кислот -
рН =1/2(рК? +рс?) (3);
для слабого гидроксида -
рН =14-1/2(рК? +рс?)(4);
смесь растворов слабой кислоты и ее соли (кислотный буферный р-р) -
СН3СООН и СН3СООNа - рН =рК? +рс? - рсb (5);
смесь растворов слабого гидроксида и его соли (щелочной буферный
р-р) - NН4ОН, NН4С1 - рН =14-рКb - рсb +рсс (6);
для солей, образованных слабым гидроксидом и сильной к-ой -
СuЅО4, NН4С1 - рН = 7 -1/2 рКb + 1/2рсс (7);
для солей, образованных слабой кислотой и сильным гидроксидом -
а2СО3, КF - рН = 7 -1/2рК?-1/2рсс (8);
для солей, образованных слабой к-ой и слабым гидроксидом - рН
=7+1/2рК?+1/2рКb(9),
где К? и Кb - константы электролитической диссоциации кислоты и основания; рК? и рКb - отрицательные логарифмы констант электролитической диссоциации кислот и гидроксидов; сс - концентрация соли, рсс - отрицательный логарифм концентрации соли. Первые два показателя находят по табличным данным и подставляют в соответствующие формулы. Пример.
Вычислить рН 0,1 М р-ра уксусной к-ты. Уксусная к-та - слабый электролит и расчет производим по формуле
рН = (рК?+рс?), рК?
для уксусной к-ты равно 4,75. Концентрацию к-ты 0,1 М записываем в виде 10-1, тогда рсс = -1g 10-1 = 1. Подставив найденные значения в формулу, получим рН = (4,75 + 1) = 2,85.
Элементы титриметрического анализа. Основные понятия термины и формулы.
Если известны нормальности 2-х растворов и их объемы, при которых достигается точка эквивалентности, то можно вычислить количества эквивалента кислоты и щелочи:
(1/2Н2SО4)=С(1/2Н2SО4).V(Н2SО4)/1000, n(NаОН) = С (NаОН). V (NаОН) /1000,
где V (Н2SО4) и V(NаОН) выражены в миллилитрах.
Таким образом, при подстановке правых частей 2-х последних уравнений в предыдущее равенство получим очень важное для титриметрического анализа выражение принципа эквивалентности:
С(1/2Н2SО4).V