Редокс-титрование растворами окислителей
Курсовой проект - Химия
Другие курсовые по предмету Химия
ости
Окислительный потенциал после ТЭ можно вычислить по уравнению
Нормальный потенциал этой системы =1,45В. Прибавление избытка 0,1мл 0,1н раствора соли Ce(IV) создаёт отношение
Добавление 1 мл 0,1н раствора Ce(SO4)2 создает отношение .
В этом случае потенциал составит
Прибавление 10 мл избытка 0,1н раствора сульфата церия (IV) создаёт отношение . Следовательно,
Таким образом, в начальный момент после достижения точки эквивалентности значение потенциала продолжает резко повышаться при добавлении первых капель раствора титранта-окислителя, а затем изменяется в меньшей степени.
Полученные данные представим в виде таблицы.
Таблица 1. Титрование 100 мл 0,1н раствора ионов Fe(II) 0,1н раствором ионов Ce(IV).
Таким образом, данный расчет позволяет построить кривую титрования.
4. Кривая титрования
Кривая титрования - это график зависимости потенциала, pH, оптической плотности или каких-либо других характеристик титруемого раствора (ось ординат) от объема добавленного титранта (ось абсцисс). Масштаб оси абсцисс всегда линейный, а оси ординат может быть линейным или логарифмическим. Линейный масштаб удобен для тех методов контроля за титрованием (спектрофотометрия, амперометрия), в которых контролируемый параметр меняется с концентрацией линейно, а логарифмический - в случае логарифмического изменения (например, при потенциометрии с ионоселективным электродом). Логарифмический масштаб часто используют при визуальном определении конечной точки титрования, поскольку именно в этом масштабе наиболее наглядно проявляется резкое изменение свойств раствора вблизи точки эквивалентности.
На рис.1 отображена часть кривой титрования 0,1н раствора FeSO4 0,1н раствором Ce(SO4)2 .
Рис.1. Кривая титрования
Для построения кривой титрования необходимо рассчитать значения потенциала в следующие моменты титрования:
До точки эквивалентности
В точке эквивалентности
После точки эквивалентности
В начале титрования в растворе находится значительное количество восстановителя, кривая изменяется плавно, величина потенциала E изменяется медленно. Вблизи точки эквивалентности потенциал резко изменяется даже при прибавлении малых количеств реагента. По резкому скачку кривой титрования устанавливают точку эквивалентности, которая не всегда лежит на середине скачка. Характер кривых в методах окисления-восстановления не зависит от разбавления раствора, если стехиометрические коэффициенты у окислителя и восстановителя одинаковы.
Величина скачка увеличивается:
. При увеличении концентрации реагирующих веществ.
. При увеличении разности стандартных потенциалов редокс-пар.
. При увеличении температуры титрования.
. Величина скачка зависит от концентрации ионов гидроксония в соответствии с уравнением Нернста.
5. Индикаторы
Как видно из рис.1, в точке эквивалентности при окислительно-восстановительном титровании наблюдается значительный скачок потенциала. Обнаружить изменение потенциала можно с помощью индикаторов.
Индикаторы, используемые в редоксметрии, бывают двух типов: специфические индикаторы-вещества, вступающие в химическую реакцию с одним из участников титрования, и окислительно-восстановительные индикаторы, реагирующие на изменение потенциала системы.
Индикаторы первого типа образуют окрашенные соединения с определяемым веществом или титрантом. Точку эквивалентности с помощью индикаторов этого типа устанавливают по исчезновению окраски раствора, если окрашенное соединение было образовано определяемым веществом с индикатором, или по появлению окраски, если окрашенное соединение возникает при взаимодействии индикатора с титрантом. Наиболее известным специфическим индикатором является крахмал, образующий с трииодид-ионами комплекс синего цвета.
Ко второму типу относятся окислительно-восстановительные индикаторы, которые находят более широкое применение, поскольку их поведение зависит только от изменения потенциала системы.
К примеру, в цериметрии при титровании применяется индикатор ферроин. Это комплекс о-фенантролинсульфата с железом (2+) Fe(C12H8N2)3(SO4). Ферроин (1,10-фенантролина сульфат C12H8N2H2SO4) -окислительно-восстановительный индикатор изменения кислотности (рН) химических растворов в цериметрии. Порошок белого цвета с желтоватым оттенком. Растворим в воде, практически нерастворим в 95% EtOH. Химическая формула: Fe(C12H8N2)3SO4 - комплекс о-фенантролинсульфата с железом. Окраска окисленной формы бледно-голубая, восстановительной формы - красная.
Раствор индикатора готовят непосредственно перед употреблением. Для этого 0,7 г гептагидрата сульфата железа FeSO47H2O растворяют в 100 мл воды, прибавляют 2,2г о-фенантролина сульфата и перемешивают до растворения. Окраска окисленной формы - бледно-голубая, восстановленной - красная. Из всех окислительно-восстановительных индикаторов лишь один ферроин обладает почти идеальными свойствами: резким переходом окраски, легкостью приготовления его растворов и их устойчивостью.
Другим достаточно широко используемым в редоксметрии индикатором является дифениламин (С6Н5)2NН. Дифениламин представляет собой бесцветные кристаллы, темнеющие на свету, нерастворимые в воде, легко растворимые в Et2O, EtOH, CCl4. Это один из первых известных окислительно-восстанов?/p>