Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни одеський технічний коледж

Вид материала

Документы

Содержание Стислі теоретичні відомості Зворотне титрування Молярна концентрація Самостійна робота № 4.

Подобный материал:

• Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни одеський технічний коледж одеської, 869.19kb.
• Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни, 59.16kb.
• Міністерство освіти І науки, молоді та спорту України, 61.58kb.
• Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни технічний коледж тернопільського, 361.4kb.
• Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни інститут інноваційних технологій, 139.07kb.
• Міністерство освіти І науки, молоді та спорту України двнз «Івано-Франківський коледж, 1070.95kb.
• Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни, 35.62kb.
• Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни інститут інноваційних технологій, 369.69kb.
• Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни інститут інноваційних технологій, 182.18kb.
• Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни інститут інноваційних технологій, 53.88kb.

Стислі теоретичні відомості

1. Сутність титриметричного аналізу.

У титриметричному аналізі основною операцією є вимірення об’єму двух взаємодіючих розчинів, один з яких містить аналізуєму речовину, а концентрація другого завчасно відома. Не відому концентрацію досліджує мого розчину визначають, знаючи співвідношення об’ємів реагуючих розчинів та концентрацію одного з них.

Титриметричний аналіз – це совокупність методів кількісного аналізу, які основані на виміренні кількості речовини або маси реагенту, необхідного для взаємодії з даним компонентом системи у розчині або газової суміші. Процес титрування – це додавання невеликими порціями розчину реагенту до точно отриманого об’єму розчину до отримання системою стану еквівалентності, визначаємого спеціальними речовинами або інструментом, використовуючи фізико-хімічні властивості системи.

Широке використання титриметричного аналізу зумовлене великою швидкістью проведення аналізу.

Для цього методу аналізу існують деякі обмеження, які звужують круг використання методу:

• швидкість взаимодії реагуючих речовин повинна бути великою;
  
• реакція повинна проходити у відповідності з стехіометричним законом;
  
• побічні реакції повинні бути відсутні;
  
• закінчення титрування повинно бути чітко зафіксоване.
  

У титриметрії необхідно чітко виконувати слідуючі операції:

• приготування стандартного розчину, який є первинним лабораторним стандартом для даного методу аналізу, по якому атестують інші розчини;
  
• точне вимірювання титруємих об’ємів розчинів або мас речовин;
  
• точне вимірювання об’ємів розчинів титрантів;
  
• вибір індикатору, за допомогою якого можна точно визначити систему еквівалентності титруємої речовини – титрант.
  

Процес титрування – це одна з відповідальних операцій у титриметричному аналізі, від якої залежить правельне виконання аналізу. Для підготовки і виконання титрування необхідно виконувати слідуючі правила:

• хімічна посуда повинна бути чистою;
  
• відмірювання об’єму розчину для титрування і перенесення його у колбу для титрування відбувається за допомогою піпетки Мора, а при її відсутності піпетками інших конструкцій;
  
• розчин із піпетки повинен витікати самостійно, а в кінці необхідно кінчиком піпетки доторкатися до дна колби або її стінки;
  
• для титрування бажано використовувати конічні колби, такі щоб об’єм розчину не був більше ½ місткості колби;
  
• колбу з титруємим розчином при титруванні тримають у правій руці, при цьому розчин круговими рухами взбовтують;
  
• пальцями лівої руки регулюють швидкість подачі розчину титранту із бюретки в колбу для титрування, при цьому кінчик піпетки повинен знаходитися у колбі, но не доторкатися її стінки;
  
• швидкість титрування повинна бути такою, щоб можна було більш точно і чітко визначити систему еквівалентності;
  
• кожен раз в кінці титрування визначають об’єм розчину, який пішов на титрування, з точністью до половини поділу шкали бюретки;
  
• перше титрування завжди є орієнтировочним і неточним;
  
• кожне послідуюче титрування начинають з заповнення бюретки до відмітки “0”;
  
• титрують аналізуємий розчин стільки раз, щоб із всіх виміряних об’ємів розчинів титранта можна вибрати не менше трьох з відхиленнями по об’єму  0,1 мл.
  

Титрування – це визначення об’ємів двух розчинів, в яких міститься еквівалентна кількість взаємодіючих речовин. При титруванні встановлюють момент кінця реакції, тобто момент, коли у додавшому об’ємі стандартного (титрованого) розчину містится кількість речовини, еквівалентне кількості визначаємої речовини. Цей момент називають моментом еквівалентності або точкою еквівалентності.

Розрізняють три методи титрування: пряме, зворотне (по залишку), титрування по заміснику.

При прямому титруванні досліджує мий розчин титрують стандартним розчином.

Зворотне титрування використовують у тому випадку, коли досліджуємо речовина не реагує зі стандартним розчином або реагує повільно.

Титрування по заміснику використовують у випадках, коли визначають іон.


2. Розчини у титриметричному аналізі.

У титриметрії використовують розчини молярної концентрації еквівалентів.

В залежності від способу встановлення концентрації розрізняють розчини стандартні і стандартизовані.

Стандартний розчин – це розчин, який добутий розчиненням точної маси стандартної речовини у точному об’ємі розчину. Такий розчин є первиним лабораторним стандартом.

Еквівалент – це умовні частинки речовин в t_в раз менше, чим відповідні їм одиниці, де t_в називається числом еквівалентності.

Стандартними називають речовини, які задовільняють вимогам:

• максимально можлива хімічна чистота;
  
• великі молярна і еквівалентно молярна маси;
  
• негігроскопічні і нелеткі;
  
• постійний склад, відповідного його хімічній формулі.
  

Стандартизований розчин – це розчин, концентрація якого встановлена по стандартному розчину, і є другим лабораторним стандартом.

Розчином називається гомогенна система змінного складу, що складається з двох або більшого числа компонентів, які подрібнені до розмірів атомів, іонів або молекул. Склад розчину кількісно прийнято виражати через безрозмірні відносні величини – частки (масову, об’ємну, молярну) і розмірні величини – концентрації.

Концентрацією розчину називається кількість розчиненої речовини, яка знаходиться в визначеній вагомій чи об’ємній кількості розчину чи розчинника.

Існує декілька засобів вираження концентрації розчинів.

1. Молярна концентрація – це відношення кількості розчиненої речовини до об’єму розчину.
   

С_м =  V, моль/дм³

де m – маса розчиненої речовини, г;

М – молекулярна маса розчиненої речовини, моль/г;

V - об’єм розчину, дм³.

2. Еквівалентна концентрація – це відношення кількості речовини до об’єму розчину.
   

С_екв = , моль∙екв/дм³

де m – маса розчиненої речовини, г;

Е – еквівалент розчиненої речовини, г/моль;

V – об’єм розчину, дм³.

Якщо відома концентрація однієї з реагуючих речовин і об’єми розчинів обох речовин, що беруть участь у реакції, можна визначити еквівалентну концентрацію другого розчину.



Такі розрахунки проводять при визначенні концентрації речовин методом титрування.

3. Моляльна концентрація – відношення кількості розчиненої речовини до маси розчинника.

С_м = , моль/кг

де n – кількість молів розчиненої речовини.

L – маса розчинника, кг

так як n = , то

С_м = , моль/кг.

де m – маса розчинної речовини, г

М – молекулярна маса розчиненої речовини, г/моль

L – маса розчинника, кг.

Моляльність розчину, на відмінність від його молекулярності, не змінюється при змінені температури.

Для переводу масової частки розчиненої речовини у еквівалентну молярну концентрацію використовують наступні формули:

Титр-кількість грамів речовини, яке міститься в 1г см³ розчину визначається по формулі:

а) Т = , г/см³

де - відсотковий склад речовини кислоти, визначається по таблиці

- густина розчину, визначається шляхом досліду ареометра, зануренним в циліндр з розчином кислоти.

б) Т = , г/см³

де С_Е – еквівалентна молярна концентрація, мольекв/дм³

Е – еквівалент, г/моль.

в) Т = , г/см³

де - наважка, г

 - об’єм, см³

г) Т _{раб.р-ра/ов} = , г/см³

де С_{Екв.раб.р-ну} – еквівалентна молярна концентрація робочого розчину, мольекв/дм³

Е_в.р. – еквівалент визначаємої речовини, г/моль.

Еквівалентна молярна концентрація розчину визначається по формулі

С_е = , мольекв/дм³

де Т – титр, г/см³

Е – еквівалент, г/моль


3. Приготування стандартних розчинів.

Самий простий і точний спосіб приготування стандартного розчину полягає в тому, що зважування необхідної маси на аналітичних терезах і розчиненні її у воді або іншому розчиннику з доведенням розчину до об’єму. Ці розчину готують у мірній колбі.

Якщо знаємо масу стандартної речовини (г) і об’єм розчину (мл), визначаємо концентрацію розчину та молярну концентрацію еквівалентів речовини за формулою:

С_од(В) =

де m (В) – маса стандарної речовини В, г;

V_р-ну – еквівалентна маса речовини В, г/моль;

M _од (В) – об’єм стандарного розчину, мл.


4. Приготування стандартизованих розчинів.

Якщо речовина не може бути віднесена до стандартних речовин у зв’язку з його хімічною природою і властивостями, тоді з нього готують розчин приблизної концентрації.

Речовина при титруванії реагує у кількості еквівалентів, які дорівнюють один одному:

n_од (В) = n_од (В)

де n_од (В) і n_од (В) – кількість еквівалентів речовин В і В, моль.

Кількість еквівалентів речовини у об’ємі розчину можна виразити залежністью:

n_од (В) = с_од (В)  V, моль

де V – об’єм розчину, л.

Підставляємо вираження цих двух рівнянь:

с_од (В)  V = с_од (В)  V, моль

де V і V – об’єми титруємого розчину і розчину титранту, л.

Розраховуємо концентрацію атестуємого розчину:

с_од (В) =


Завдання для виконання самостійної роботи

Відповісти на запитання:

1. Які вимоги до реакцій у об’ємному аналізі?

2. Що називають грам-еквівалент у реакціях нейтралізації?

3. Що таке робочий (стандартний, титрований) розчин? Які концентрації робочих розчинів звичайно використовують у методі нейтралізації?

4. Як виражають концентрацію розчину у титриметричному аналізі? Дати визначення поняттю: титр, нормальність, нормальність з поправочним коефіцієнтом, титр по визначаємій речовині.

5. Напишіть формули для розрахунку нормальності робочого розчину, якщо відомо: титр розчину, титр розчину по визначає мій речовині.

6. Що називають кривою титрування?

7. Що таке точка еквівалентності? У якій області рН (кислій, нейтральній, лужній) лежить точка еквівалентності при титруванні розчину: сильної кислоти сильною основою; слабкої кислоти сильної основи; слабкої основи сильної кислоти?

8. Що називають стрибком титрування?

9. Як практично фіксується точка еквівалентності?

10. Сутність титриметричного аналізу.

11. Методи титрування.

12. Еквівалентна кількість речовини, еквівалентна маса і їх визначення.

13. Приготування розчинів.

14. Техніка титрування.


Розв’язати задачі:

1. Який об’єм розчину їдкого калію з еквівалентною концентрацією 0,05 моль∙екв/дм³ буде витрачений на реакцію з 15 см³ розчину хлориду заліза (ІІ) з еквівалентною концентрацією 0,5 моль∙екв/дм³?
   
2. Визначити об’єм розчину нітратної кислоти з густиною  = 1,05 г/см³, необхідної для приготування 2 л 0,01 М розчину сірчаної кислоти?
   
3. Визначити еквівалентну концентрацію розчину карбонату калію з масовою часткою розчиненої речовини 17 %, густина якої 1,02 г/см³.
   

4. Скільки дм³ води потрібно прилити до 2 дм³ 25%-го розчину сульфатної кислоти (ρ=1,4), щоб отримати 30%-й розчин сульфатної кислоти?

5. Скільки кілограмів 19%-го розчину КOH та 40%-го розчину КOH потрібно змішати, щоб отримати 200дм³ 15%-го розчину КOH (ρ = 4,275)?


САМОСТІЙНА РОБОТА № 4.

Тема: Кислотно-основне титрування.


Повинні знати: сутність кислотно-основного титрування‚ особливості фіксування моменту еквівалентності; інтервали рН-переходу забарвлення індикаторів‚ значення методу та використання його в технохімічному контролі харчових виробництв.


Повинні вміти: використовувати криве титрування при виборі індикаторів.

План:

1. Сутність метода кислотно-основного титрування.

2. Порядок титрування.

3. Кількість додавання індикатору.