- •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
Мольная доля наиболее депротонированных форм вещества HnR (например, анионов Rn-)
R |
Значения р при разных рН раствора
| |||||||||||
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
Аммиак |
9,3 |
8,3 |
7,3 |
6,3 |
5,3 |
4,3 |
3,3 |
2,3 |
1,3 |
0,5 |
0,1 |
0 |
Ацетат |
4,65 |
3,65 |
2,65 |
1,66 |
0,74 |
0,16 |
0,02 |
0 |
|
|
|
|
Карбонат |
16,3 |
14,3 |
12,3 |
10,3 |
8,3 |
6,3 |
4,5 |
3,1 |
2,0 |
1,0 |
0,3 |
0 |
Оксалат |
5,1 |
3,35 |
2,05 |
1,05 |
0,3 |
0,05 |
0 |
|
|
|
|
|
Сульфид |
19,5 |
17,5 |
15,5 |
13,5 |
11,5 |
9,5 |
7,55 |
8,85 |
4,6 |
3,6 |
2,6 |
1,6 |
о-Фосфат |
20,7 |
17,7 |
15,0 |
12,65 |
10,6 |
8,6 |
6,65 |
5,0 |
3,7 |
2,7 |
1,7 |
0,8 |
Фторид |
3,05 |
2,05 |
1,1 |
0,3 |
0,05 |
0 |
|
|
|
|
|
|
Цианид |
9,2 |
8,2 |
7,2 |
6,2 |
5,2 |
4,2 |
3,2 |
2,2 |
1,2 |
0,4 |
0,1 |
0 |
Цитрат |
13,5 |
10,5 |
7,5 |
4,8 |
2,7 |
1,2 |
0,25 |
0,05 |
0 |
|
|
|
ЭДТА |
21,4 |
17,4 |
13,7 |
10,8 |
8,6 |
6,6 |
4,8 |
3,4 |
2,3 |
1,4 |
0,5 |
0,1 |
Приведены значения р= - lg= lg(CR/[Rn-]), вычисленные по формулам (16), (16а) и аналогичным им на основе известных констант кислотности [8] без учета ионной силы.
Приложение 6
Закомплексованность металлов с некоторыми маскирующими реагентами-лигандами при разной концентрации l (без учета рН)
Вещество |
Значения lgФ = - lg для некоторых значений pL | ||||||
| |||||||
Медь, Cu2+ | |||||||
pL |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
Аммиак |
0 |
0,04 |
0,34 |
1,65 |
4,39 |
8,09 |
12,13 |
Оксалат |
1,50 |
1,73 |
2,85 |
4,40 |
6,31 |
8,30 |
10,30 |
Щелочь |
1,77 |
3,70 |
5,76 |
8,18 |
11,14 |
14,62 |
18,51 |
Салицилат |
6,46 |
8,45 |
10,45 |
12,45 |
14,45 |
16,45 |
18,45 |
Цитрат |
8,21 |
9,21 |
10,21 |
11,21 |
12,21 |
13,21 |
14,21 |
| |||||||
Никель, Ni2+ | |||||||
pL |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
Аммиак |
0 |
0 |
0,02 |
0,19 |
1,17 |
3,87 |
8,42 |
Гидразин |
0 |
0 |
0.03 |
0,25 |
1,83 |
6,24 |
12,02 |
Щелочь |
0,04 |
0,29 |
1,15 |
2,82 |
5,40 |
8,34 |
11,33 |
Cалицилат |
1,02 |
2,17 |
3,81 |
5,76 |
7,75 |
9,75 |
11,75 |
Oксихинолин |
6,70 |
8,70 |
10,70 |
12,70 |
14,70 |
16,70 |
18,70 |
| |||||||
Кобальт, Co2+ | |||||||
pL |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
Аммиак |
0 |
0 |
0 |
0,04 |
0,37 |
1,92 |
5,49 |
Щелочь |
0,01 |
0,10 |
0,55 |
1,76 |
4,50 |
7,50 |
10,50 |
Оксалат |
0,02 |
0,18 |
0,78 |
1,79 |
3,78 |
6,71 |
9,70 |
Цитрат |
0,03 |
0,22 |
0,89 |
1,84 |
2,83 |
3,83 |
4,83 |
Оксихинолин |
5,20 |
7,20 |
9,20 |
11,20 |
13,20 |
15.20 |
17,20 |
Марганец, Mn2+ | |||||||
pL |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
Щелочь |
0 |
0,03 |
0,25 |
0,96 |
2,45 |
5,30 |
8,30 |
Оксалат |
0 |
0,03 |
0,22 |
0,90 |
1,93 |
3,39 |
5,27 |
Сульфосалицилат |
0,07 |
0,44 |
1,30 |
2,54 |
4,28 |
6,24 |
8,4 |
Тетраметафосфат |
0,19 |
0,81 |
1,75 |
2,74 |
3,74 |
4.74 |
5,74 |
Оксихинолин |
1,05 |
2,67 |
4,61 |
6,60 |
8,60 |
10,60 |
12,60 |
| |||||||
Cвинец, Pb2+ | |||||||
pL |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
Тиосульфат |
0 |
0 |
0,02 |
0,21 |
1,34 |
3,72 |
7,26 |
Фенантролин |
0,2 |
0,21 |
0,90 |
2.17 |
4,43 |
7,31 |
10,30 |
Щелочь |
0,96 |
1,94 |
3,16 |
4,96 |
7,42 |
10,31 |
13,30 |
Оксихинолин |
3,02 |
4,02 |
5,02 |
6,02 |
7,02 |
8,02 |
9,02 |
Цитрат |
15,80 |
17,80 |
19,80 |
22,75 |
23,80 |
25,80 |
27,80 |
Продолжение приложения 6
Вещество |
Значения lgФ = - lg для некоторых значений pL | ||||||
Железо, Fe2+ | |||||||
pL |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
Ацетат |
0 |
0 |
0,07 |
0,61 |
2,53 |
5,33 |
8,30 |
Щелочь |
0,14 |
0,72 |
1,98 |
3,80 |
5,78 |
7,80 |
10,04 |
Cульфосалицилат |
0,26 |
0,99 |
2,20 |
3,94 |
5,90 |
7,90 |
9,90 |
Салицилат |
0,67 |
1,74 |
3,33 |
5,26 |
7,25 |
9,25 |
11,25 |
Оксихинолин |
3,04 |
5,00 |
7,00 |
9,00 |
11,00 |
13,00 |
15,00 |
Железо, Fe3+ | |||||||
pL |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
Фторид |
0,33 |
1,24 |
2,86 |
5,07 |
8,07 |
11,87 |
16,48 |
Оксалат |
4,27 |
6,25 |
8,50 |
11,24 |
14,20 |
17,20 |
20,20 |
Щелочь |
12,67 |
15,67 |
18,67 |
21,67 |
24,67 |
27,67 |
30,67 |
Сульфосалицилат |
14,66 |
17,61 |
20,60 |
23,60 |
26, 60 |
29,60 |
32,60 |
Салицилат |
18,84 |
21,84 |
24,84 |
27,84 |
30,84 |
33,84 |
36,84 |
Хром, Cr3+ | |||||||
pL |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
Роданид |
0 |
0 |
0,05 |
0,36 |
1,30 |
3,18 |
6,35 |
Фторид |
0,06 |
0,42 |
1,31 |
2,79 |
5,15 |
8,03 |
11,02 |
Оксалат |
0,10 |
0,96 |
3,49 |
6,45 |
9,44 |
12,44 |
15,44 |
Сульфосалицилат |
3,56 |
4,56 |
5,56 |
6,56 |
7,56 |
8,56 |
9,56 |
Щелочь |
6,48 |
9,20 |
12,70 |
16,61 |
20,60 |
24,60 |
28,60 |
Алюминий, Al3+ | |||||||
pL |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
Фторид |
1,16 |
2,36 |
4,25 |
7,05 |
10,76 |
15,38 |
20,80 |
Оксалат |
1,49 |
3,09 |
5,09 |
7,48 |
10,32 |
13,30 |
16,30 |
Салицилат |
8,11 |
9,11 |
10,11 |
11,11 |
12,11 |
13,11 |
14,11 |
Щелочь |
9,00 |
13,00 |
17,00 |
21,00 |
26,20 |
29,00 |
33,00 |
Сульфосалицилат |
11,16 |
13,93 |
16,89 |
19,89 |
22,89 |
25,89 |
28,89 |
Магний, Mg2+ | |||||||
pL |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
Фторид |
0 |
0 |
0 |
0,03 |
0,22 |
0,88 |
1,82 |
Щелочь |
0 |
0 |
0,02 |
0,14 |
0,67 |
1,57 |
2,56 |
Оксалат |
0 |
0 |
0,02 |
0,14 |
0,84 |
2,44 |
4,39 |
Цитрат |
0 |
0,04 |
0,28 |
1,00 |
1,97 |
2,96 |
3,96 |
Пирофосфат |
1,23 |
2,20 |
3,20 |
4,20 |
5,20 |
6,20 |
7,20 |
Цинк, Zn2+ | |||||||
pL |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
Аммиак |
0 |
0 |
0 |
0,08 |
1,50 |
6,76 |
12,75 |
Пирофосфат |
2,70 |
3,70 |
4,71 |
5,78 |
7,18 |
9,02 |
11,00 |
Оксихинолин |
4,72 |
6,72 |
8,72 |
10,72 |
12,72 |
14,72 |
16,72 |
Щелочь |
8,65 |
10,76 |
13,25 |
16,14 |
19,13 |
22,13 |
25,13 |
Окончание приложения 6
Вещество |
Значения lgФ = - lg для некоторых значений pL | ||||||
Кадмий, Cd2+ | |||||||
pL |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
Аммиак |
0 |
0 |
0,01 |
0,13 |
0,89 |
3,11 |
6,79 |
Тиосульфат |
0 |
0,04 |
0,28 |
1,11 |
2,74 |
5,28 |
8,21 |
Щелочь |
0 |
0,07 |
0,66 |
2,36 |
4,35 |
6,51 |
9,22 |
Фенантролин |
0,59 |
1,86 |
4,02 |
6,83 |
9,80 |
12,80 |
15,80 |
Оксихинолин |
1,62 |
3,43 |
5,40 |
7,40 |
9,40 |
11,40 |
13,40 |
Ртуть, Hg2+ | |||||||
pL |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
Хлорид |
1,36 |
3,23 |
5,22 |
7,22 |
9,25 |
11,60 |
15,12 |
Бромид |
5,33 |
7,33 |
9,34 |
11,43 |
13,94 |
17,20 |
21,02 |
Аммиак |
5,50 |
7,50 |
9,50 |
11,50 |
13,50 |
15,92 |
19,37 |
Щелочь |
9,70 |
11,70 |
13,70 |
15,70 |
17,70 |
19,71 |
21,82 |
Иодид |
11,82 |
13,85 |
16,03 |
18,73 |
22,03 |
25,82 |
29,83 |
Серебро, Ag+ | |||||||
pL |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
Щелочь |
0 |
0 |
0 |
0,08 |
0,62 |
2,45 |
5,23 |
Аммиак |
0 |
0 |
0,14 |
1,30 |
3,34 |
5,23 |
7,23 |
Фенантролин |
0,36 |
2,08 |
4,07 |
6,07 |
8,07 |
10,07 |
12,07 |
Цианид |
7,85 |
9,85 |
11,85 |
1385 |
15,87 |
18,03 |
20,66 |
Тиосульфат |
2,84 |
3,98 |
5,55 |
7,47 |
9,48 |
11,63 |
14,23 |
Олово, Sn2+ | |||||||
pL |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
Пирофосфат |
0,01 |
0,12 |
0,61 |
1,51 |
2,63 |
4,18 |
6,09 |
Фторид |
0,03 |
0,23 |
0,91 |
1,91 |
4,03 |
7,00 |
10,00 |
Тартрат |
0,07 |
0,53 |
1,98 |
3,91 |
5,90 |
7,90 |
9,90 |
Цитрат |
1,49 |
2,93 |
4,82 |
6,80 |
8,80 |
10,80 |
12,80 |
Щелочь |
8,95 |
11,05 |
13,52 |
16,41 |
19,39 |
22,39 |
25,39 |
Значения lg Ф вычислены с помощью программы «Complex» ТОЛЬКО по значениям констант устойчивости из [8] для непротонированных лигандов, т.е. без учета рН и общей концентрации маскирующего вещества, При расчете не учитывались одновременно протекающие процессы образования гидроксокомплексов (кроме строчек «Щелочь») и образования малорастворимых соединений, Поэтому действительное снижение концентрации свободных катионов металла может быть большим, чем предсказывает эта таблица.
Для маскирующих веществ, способных к протолитическим реакциям, величину pL (показатель концентрации свободного лиганда) следует заранее уточнить, исходя из известной общей концентрации маскирующего вещества, величины рН и данных по протолитическим равновесиям в системе лиганда, и лишь затем пользоваться настоящей таблицей, Подобные уточняющие расчеты для некоторых концентраций маскирующего лиганда, приводят к значениям lgФ, зависящим ог рН раствора, Результаты подобных расчетов даны в приложении 7.
Приложение 7
Мольная доля катионов М+в присутствии некоторых комплексантов с учетом рН
Металл |
Комплексант, моль/литр |
Значения рM = lg Ф = lg(CM / [Mn+] при разных рН раствора и данной общей концентрации комплексанта | ||||||||||||
|
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
Ag |
Цианид, 0,1 |
0,8 |
2,7 |
4,1 |
6,7 |
8,7 |
10,7 |
12,7 |
14,7 |
16,7 |
18,4 |
19,0 |
19,2 |
19,2 |
|
Аммиак, 0,1 |
|
|
|
|
|
|
0,1 |
0,8 |
2,6 |
4,4 |
5,2 |
5,4 |
5,4 |
|
Аммиак, 0,01 |
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
0,8 |
2,4 |
3,2 |
3,4 |
3,4 |
Al |
Фторид, 0,1 |
3,3 |
6,1 |
10,0 |
12,9 |
14,3 |
14,5 |
14,5 |
14,5 |
14,5 |
14,5 |
17,7 |
21,3 |
25,3 |
Сd |
Иодид, 0,1 |
2,5 |
2,5 |
2,5 |
2,5 |
2,5 |
2,5 |
2,5 |
2,5 |
2,5 |
2,5 |
2,5 |
2,6 |
4,5 |
|
Аммиак, 0,1 |
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
0,5 |
2,0 |
3,0 |
3,6 |
4,5 |
Cu |
Цитрат, 0,1 |
|
|
0,2 |
0,8 |
2,9 |
5,1 |
6,7 |
8,0 |
9,0 |
10,0 |
11,0 |
12,0 |
13,0 |
|
Аммиак, 0,1 |
|
|
|
|
|
|
0,2 |
1,2 |
3,6 |
6,7 |
8,2 |
8,6 |
8,6 |
Fe (III) |
Фторид, 0,1 |
1,4 |
3,3 |
5,7 |
7,9 |
8,7 |
8,9 |
8,9 |
8,9 |
9,8 |
11,7 |
13,7 |
15,7 |
17,7 |
|
Роданид, 0,1 |
2,9 |
2,9 |
2,9 |
2,9 |
2,9 |
3,8 |
5,7 |
7,7 |
9,7 |
11,7 |
13,7 |
15,7 |
17,7 |
Нg (II) |
Аммиак, 0,1 |
|
0,9 |
2,7 |
4,7 |
6,7 |
8,7 |
10,7 |
12,7 |
14,9 |
17,6 |
19,1 |
19,4 |
19,4 |
Ni (II) |
Аммиак, 0,1 |
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
0,6 |
2,5 |
3,8 |
4,5 |
4,5 |
|
Цианид, 0,1 |
|
|
|
2,5 |
6,5 |
10,5 |
14,5 |
18,5 |
22,5 |
25,7 |
26,9 |
27,3 |
27,3 |
Pb (II) |
Цитрат, 0,1 |
|
|
1,0 |
2,6 |
3,7 |
4,2 |
4,2 |
4,2 |
4,2 |
4,5 |
5,3 |
6,3 |
7,7 |
Zn |
Аммиак, 0,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,4 |
3,2 |
4,7 |
5,6 |
8,5 |
|
Тартрат, 0,1 |
|
|
0,2 |
1,4 |
2,4 |
2,8 |
2,8 |
2,8 |
2,8 |
2,8 |
2,8 |
5,4 |
8,5 |
Расчет общей закомплексованности металлов и, соответственно, мольной доли свободного катиона при заданном рН выполнен с учетом реакций ступенчатого комплексообразования, протонирования лиганда и образования гидроксокомплексов на основе констант равновесий, приведенных в [8].
Приложение 8