- •В.И. Вершинин, т.В. Антонова, с.В. Усова
- •По аналитической химии
- •Часть 1
- •Издание ОмГу Омск 1998
- •1. Введение для преподавателей
- •2. Правила безопасной работы в лаборатории аналитической химии
- •3. Правила взвешивания на двухчашечных демпферных аналитических весах 2
- •4. Оформление отчетов по лабораторным работам
- •5. Лабораторные работы по химическим методам анализа
- •5.1. Гравиметрическое определение железа Методические указания к лабораторной работе № 1
- •5.2. Аргентометрическое определение галогенидов Методические указания к лабораторной работе № 2
- •А. Стандартизация раствора AgNOз
- •Б. Титрование по методу Мора
- •В. Титрование по методу Фаянса
- •Г. Титрование по методу Фольгарда
- •Д. Выполнение контрольной задачи
- •5.3. Кислотно-основное титрование сильных электролитов Методические указания к лабораторной работе № 3
- •А. Приготовление раствора нCl и его стандартизация методом пипетирования
- •Б. Приготовление раствора NаOh, стандартизация его методом отдельных навесок
- •В. Проверка правильности стандартизации растворов нСl и NaOh
- •5.4. Кислотно - основное титрование слабых электролитов Методические указания к лабораторной работе № 4
- •А. Определение концентрации ледяной уксусной кислоты
- •Б. Определение концентрации водного раствора аммиака
- •В. Определение содержаний карбоната и бикарбоната натрия в их смеси
- •Г. Раздельное определение соляной и борной кислот в смеси. Метод замещения
- •Д. Определение содержания аммонийного азота в солях аммония
- •5.5. Кислотно - основное титрование в неводных средах Методические указания к лабораторной работе № 5
- •Краткие теоретические сведения
- •А. Стандартизация раствора нСlO4в сн3соон
- •Б. Определение концентрации анилина
- •В. Определение состава смеси ацетата и хлорида натрия
- •5.6. Комплексонометрическое титрование Методические указания к лабораторной работе № 6
- •А. Стандартизация рабочего раствора комплексона III по фиксаналу MgSo4
- •Б. Способы установления конечной точки титрования
- •В. Определение общей и кальциевой жесткости воды
- •Г. Способы проведения комплексонометрических титрований
- •Сравнение результатов при титровании разными способами
- •Д. Комплексонометрическое титрование многокомпонентных систем
- •5.7. Перманганатометрическое титрование Методические указания к лабораторной работе № 7
- •А. Стандартизация раствора kMnO4
- •Б. Определение содержания Fe (II) в соли Мора
- •5.8. Хроматометрическое титрование Методические указания к лабораторной работе № 8
- •А. Приготовление рабочего раствора. Прямое титрование восстановителей
- •Б. Определение неустойчивых восстановителей (SnCi2) по методу замещения
- •В. Определение окислителей по методу обратного титрования
- •5.9. Иодометрия Методические указания к лабораторной работе № 9
- •А. Стандартизация рабочего раствора иода
- •Б. Определение концентрации раствора Na2so3методом обратного титрования
- •В. Определение концентрации ионов меди (II) по способу замещения
- •Г. Иодометрическое определение кислот
- •Д. Определение концентрации перекиси водорода по методу замещения
- •6. Материалы для подготовки к практическим занятиям
- •6.1. Правила записи исходных данных и расчет результатов. Использование констант
- •Практическое занятие № 1
- •Оценка погрешности результатов расчета и правила их записи.
- •Примеры решения типовых задач
- •Контрольные вопросы
- •6.2. Расчет гетерогенного равновесия “осадок - раствор” Практическое занятие № 2 Теоретические сведения
- •Расчет возможности осаждения при добавлении реагента-осадителя.
- •Примеры решения типовых задач
- •Контрольные вопросы
- •6.3. Расчеты протолитических равновесий Практическое занятие № 3
- •Теоретические сведения
- •Примеры расчетов
- •Контрольные вопросы
- •6.4. Расчеты равновесий комплексообразования Практическое занятие № 4 Теоретические сведения
- •Расчет концентрации свободных ионов металла в отсутствие избытка лиганда
- •Расчеты закомплексованности и маскирования при введении избытка лиганда
- •Определение степени образования различных комплексов в их смеси
- •Примеры решения типовых задач
- •Контрольные вопросы
- •6.5. Расчет результатов титриметрического анализа Практическое занятие № 5 Теоретические сведения
- •Расчет результатов прямого или заместительного титрования
- •Расчет результатов обратного титрования
- •Другие способы расчета
- •Точность результатов титриметрического анализа
- •Примеры решения типовых задач
- •Контрольные вопросы
- •6.6. Статистическая обработка данных. Вычисление и использование доверительных интервалов Практическое занятие № 6 Теоретические сведения
- •Примеры типовых расчетов
- •Контрольные вопросы
- •7. Задачи для самостоятельного решения
- •7.1. Типовые задачи Запись и оценка точности исходных данных
- •Расчеты, связанные с растворимостью осадков
- •Расчеты, связанные с процессом протолиза
- •Расчеты, связанные с равновесием комплексообразования
- •Расчет результатов в титриметрическом анализе
- •Статистическая обработка результатов
- •7.2. Нетрадиционные задачи
- •8. Методические указания для самостоятельной работы на пэвм с применением расчетных программ
- •Справочные материалы (приложения)
- •Коэффициенты активности ионов [8]
- •Свойства некоторых протолитических растворителей
- •Константы кислотности некоторых кислотно-основных пар (кислотные константы)
- •Мольная доля наиболее депротонированных форм вещества HnR (например, анионов Rn-)
- •Закомплексованность металлов с некоторыми маскирующими реагентами-лигандами при разной концентрации l (без учета рН)
- •Критерии отбраковки грубых промахов а) значения q-теста для разных уровней значимости
- •Б) критические значения максимального относительного отклонения [16]
- •Коэффициенты Стьюдента для некоторых уровней значимости
- •Значения критерия Фишера а) для уровня значимости 0,05:
- •Литература
- •Содержание
- •Часть 1
- •В.И. Вершинин, т.В. Антонова, с.В. Усова
- •По аналитической химии
- •Часть 1
Д. Определение концентрации перекиси водорода по методу замещения
Это определение основано на окислении иодида перекисью, которое в кислой среде протекает довольно быстро в присутствии катализатора - ионов молибдата. В щелочной среде процесс осложняется из-за образования гипоиодитов.
1. В коническую колбу для титрования введите 15-20 мл воды, введите туда же аликвоту анализируемого раствора перекиси водорода (если требуется - предварительно разбавленного в определенное число раз), подкислите 10 мл 2 н. раствора H2SO4, добавьте 10 мл 30 %-го раствора KI и 3-4 капли молибдата натрия или аммония. Сразу же приступайте к титрованию, так как при стоянии возможно улетучивание выделившегося иода. В конце титрования введите крахмал и добавляйте тиосульфат по каплям до обесцвечивания. Если синяя окраска возвращается, продолжайте титрование до ее окончательного исчезновения. В сомнительных случаях стоит ввести еще немного раствора молибдата.
2. По трем титрованиям рассчитайте процентную концентрацию раствора Н2О2.
6. Материалы для подготовки к практическим занятиям
6.1. Правила записи исходных данных и расчет результатов. Использование констант
Практическое занятие № 1
Готовясь к данному практическому занятию, проработайте материал по учебникам [1, с.58-61; 3, с.30-31; 9, с.3-8 и др.]. Обратите внимание на приведенные ниже примеры типовых расчетов и вопросы для самоконтроля.
Теоретические сведения
Оценка абсолютной погрешности. Любая методика анализа включает получение исходных данных - массы пробы, объема титранта, силы тока, интенсивности излучения и т.п., по которым в дальнейшем будет рассчитываться результат анализа. Исходные данные должны быть записаны в лабораторный журнал с учетом погрешности соответствующих измерений. Принято записывать результат измерения так, чтобы предпоследняя цифра не вызывала сомнений, а последняя - соответствовала абсолютной погрешности данного измерения. Так, если объем титранта записан в виде 24 мл, то это означает, что измерение объема проведено с погрешностью 1 мл; если же пользовались более точными приборами, с погрешностью измерения порядка 0,1 мл, то запись должна быть сделана в виде 24,0 мл. Как же оценить абсолютную погрешность измерения (взвешивания, измерения объема и т.п.)? По определению, абсолютная погрешность (х) равна разности между результатом измерения (х) и истинным значением измеряемой величины ():
Х= Х - . (1)
Для того, чтобы рассчитать Х по формуле (1), надо знать- истинное значение измеряемой величины, а оно, как правило, неизвестно. Для оценки можно применить другой прибор или другую методику измерений, для которых погрешность измерений пренебрежимо мала. Результат, полученный с помощью таких «образцовых» или «эталонных» средств измерения, считают истинным значением этой величины. Если же эталонных способов измерения в нашем распоряжении нет, для приблизительной оценкиХ используют следующие приемы:
а) измеряют другой образец (c точно известным значением ), считая, что абсолютные погрешности измерений для обоих образцов будут одинаковыми;
б) проводят несколько повторных измерений исследуемого объекта. Абсолютная погрешность не может быть намного меньше расхождения между параллельно полученными результатами. Так, если на одних и тех же весах одна и та же масса оказалась при повторных взвешиваниях: 0,6547 г; 0,6608 г; 0,6531 г; 0,6472 г, то с учетом разброса результатов следует считать, что абсолютная погрешность этих весов является величиной порядка 0,01 г, а не 0,0001 г, как должно быть для аналитических весов. Отметим, что оценка абсолютной погрешности измерений по их воспроизводимости дает заниженное значение Х, не включающее систематическую составляющую этой погрешности; не исключено, что при сравнении с эталоном абсолютная погрешность весов оказалась бы еще большей, например 0,10 г;
в) самый простой и распространенный в практике способ оценки Х- по цене деления измерительного прибора.Так, отмеряя 250 мл раствора с помощью цилиндра, у которого деления нанесены через 10 мл, мы можем ошибиться даже на 10 мл, а следовательно, должны записать объем как 0,25 л или 2,5·102 мл, но не «250 мл»! ОценкаХ по цене деления дает нижний предел абсолютной погрешности, поскольку не учитываются ни воспроизводимость измерений, ни их систематическая ошибка.
Относительная погрешность и значащие цифры. Относительная погрешность представляет собой отношение абсолютной погрешности к самому результату измерения или расчета. Обычно она выражается в процентах:
Хотн= (2)
Если результат измерения записан верно (см. примеры 1-2), то для оценки Хотн берут отношение единицы последнего разряда к самому записанному числу. Запись «50 г» указывает на измерение массы с относительной погрешностью 2 %, а масса «49,978 г» записана (измерена) с относительной погрешностью 0,002 %. Из этого примера видно, что чем большезначащих цифрв записанном результате измерения, тем ниже относительная погрешность и, следовательно, тем точнее данные. Поэтому для приблизительной и быстрой оценки точности данных достаточно подсчитать число значащих цифр. Разумеется, все сопоставляемые величины должны быть записаны правильно, т.е. с учетом абсолютной погрешности измерений. Нельзя ни прибавлять лишние значащие цифры, ни терять точность измерений при необоснованных округлениях.
Значащими называют все цифры, кроме 0, а также 0, если он стоит после других значащих цифр. Не путайте значащие цифры с десятичными знаками (цифрами после запятой); при подсчете количества значащих цифр в числе положение запятой не имеет значения. Так, в числе 0,0020 две значащие цифры и четыре десятичных знака, а в числе 200 - три значащих цифры и нет десятичных знаков. При подобных подсчетах не учитываются цифры в степенных множителях, например, в числе 6,023·1023 четыре значащих цифры (в предэкспоненциальной части).
Сопоставляя результаты измерений по числу значащих цифр, можно находить более точные и менее точные данные даже в том случае, когда сопоставляются совершенно разнородные величины, например, объемы, массы и значения силы тока (см. пример 3).
По числу значащих цифр можно и прямо оценивать относительную погрешность: одна значащая цифра указывает, что соответствующая величина измерена или рассчитана с относительной погрешностью от 10 до 100 %; две значащие цифры указывают на относительную погрешность от 1 до 10 % ; три - от 0,1 до 1 % и т.д.