Добавил:
kiopkiopkiop18@yandex.ru Вовсе не секретарь, но почту проверяю Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1 курс / Химия / ANALITIChESKAYa_KhIMIYa_V_TABLITsAKh

.pdf
Скачиваний:
31
Добавлен:
23.03.2024
Размер:
1.27 Mб
Скачать

КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ

Cхема 1

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ КОЛИЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА

Классификация методов количественного анализа

 

Химические методы анализа

 

 

Физико-химические методы анализа

 

 

 

 

 

 

 

 

(инструментальные)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гравиметрический

 

Титриметрические

 

 

 

 

метод анализа

 

методы анализа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

72

1.

Метод отгонки

 

 

 

 

 

 

2.

Метод осаждения

 

Электрохими

 

Оптические

 

Хроматограф

3.

Метод выделения

 

ческие

 

 

ические

 

 

методы анализа

 

 

 

 

методы

 

 

методы

 

 

 

 

 

 

 

 

По типу

 

По способу

 

По способу

химической

 

 

фиксирования

 

титрования

 

реакции

 

 

точки эквивалент-

 

(см. cх. 3)

 

(см. сх. 2)

 

 

ности (см. сх. 4)

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема 2

КЛАССИФИКАЦИЯ ТИТРИМЕТРИЧЕСКИХ МЕТОДОВ АНАЛИЗА ПО ТИПУ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ, ЛЕЖАЩЕЙ В ОСНОВЕ МЕТОДА

Кислотно-

 

 

Осадительное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Комплексиметрическое

 

 

Окислительно-восстановительное титрование

основное

 

 

титрование

 

титрование

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

титрование

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

анализа метод Меркурометрический

 

анализа метод Аргентометрический

 

анализа метод Тиоцианатометрический

 

анализа метод Комплексонометрический

 

анализа метод Меркуриметрический

 

анализа метод Перманганатометрический

 

 

 

анализа метод Йодхлориметрический

 

 

 

анализа метод Броматометрический

 

 

 

анализа метод Дихроматометрический

73

анализа метод Алкалиметрический

 

анализа метод Ацидиметрический

 

 

 

 

 

 

 

анализа метод Йодометрический

 

 

анализа метод Нитритометрический

 

 

анализа метод Цериметрический

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

74

Схема 3

КЛАССИФИКАЦИЯ ТИТРИМЕТРИЧЕСКИХ МЕТОДОВ АНАЛИЗА ПО СПОСОБУ ТИТРОВАНИЯ

 

Прямое титрование

 

 

Обратное титрование

 

Заместительное титрование

 

К раствору определяемо-

К раствору определяемого вещества

К раствору определяемого вещества добавляют

го вещества непосредст-

добавляют точно отмеренный избы-

вспомогательный реагент, с которым оно образует

венно добавляют раствор

ток одного титранта, а не вступив-

в эквивалентном количестве новое соединение –

титранта

ший в реакцию его остаток оттитро-

заместитель. Концентрацию последнего определя-

 

 

 

 

 

вывают вторым титрантом

ют прямым титрованием

 

Пример:

Пример:

Пример:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H2C2O4 + 2NaOH

 

 

CH3COOH + NaOH (изб.)

 

 

+6e + Cr2O72– + 14H+

 

 

2Cr3+ + 7H2O

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Na2C2O4 + 2H2O

 

 

CH3COONa + H2O

-2e + 3I

 

 

 

[I3]

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NaOH (ост.) + HCl

 

 

Cr2O72– + 14H+ + 9I → 2Cr3+ + 7H2O + 3[I3]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NaCl + H2O

-2e + [I3]

 

 

 

 

3I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-2e + 2S2O32–

 

 

S4O62–

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[I3] + 2S2O32–→ 3I + S4O62–

 

Схема 4

КЛАССИФИКАЦИЯ ТИТРИМЕТРИЧЕСКИХ МЕТОДОВ АНАЛИЗА ПО СПОСОБУ ФИКСИРОВАНИЯ ТОЧКИ ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Осадительное титрование, аргентометрия

 

 

 

 

 

методы

 

 

 

 

 

 

 

 

(метод равных помутнений)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Окислительно-восстановительноетитрование,

Безындикаторные

анализа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

перманганатометрия, дихроматометрия,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

йодхлориметрия, цериметрия, йодометрия–

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

точкуэквивалентностиопределяютпоокрас-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кераствораот1-йизбыточнойкаплититранта

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Комплексиметрическое титрование:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

меркуриметрия: определение I -ионов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

анализа

 

 

неспецииспользованиемс

индикаторовфических

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Окислительно-восстановительное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

титрование, броматометрия: метиловый

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оранжевый и др.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Йодометрия: крахмал

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Индикаторныеметоды

 

 

 

 

 

 

 

 

Окислительно-восстановительное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

специфическихиспользованием

индикаторов

 

 

 

 

титрование: обратимые редоксиндикаторы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Комплексонометрическое титрование:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

металлохромные индикаторы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Осадительное титрование:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

метод Мора – K2CrO4,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

метод Фольгарда – NH4Fe(SO4)2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

методФаянса– адсорбционныеиндикаторы,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

метод меркурометрии – дифенилкарбазон,[

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fe(NCS)3]

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кислотно-основное титрование –

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рН-индикаторы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

75

76

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1

 

 

 

 

ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД АНАЛИЗА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гравиметрический метод анализа основан на точном измерении массы определяемой составной части

 

 

вещества, выделенной в свободном виде или в виде соединения определенного состава

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Методы отгонки

 

 

 

Методы осаждения

В методах отгонки определяемый компонент количественно отгоняют в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

виде летучего соединения

 

 

 

 

 

 

 

Прямые методы отгонки

Косвенные методы отгонки

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

3

 

В методах осаждения определяемый

Метод отгонки называют прямым, если

Метод отгонки называют кос-

компонент

количественно осаждают

массу отогнанного

 

продукта измеряют

венным, если массу отогнанного

в виде малорастворимого химическо-

непосредственно.

 

 

вещества определяют по разнос-

го соединения строго определенного

Например, определение СО2 после разло-

ти массы проб до и после отгон-

состава.

 

 

 

жения навески кальция карбоната и пог-

ки.

 

 

Например,

 

 

 

лощения СО2 трубкой с натрия гидроок-

Например, при определении влаж-

– при определении SО42– их

сидом:

 

 

ности материалов, кристаллиза-

осаждают ионами Ва2+:

 

 

 

 

ционной воды в кристаллогидра-

Ва2++ SО42–

 

BaSО4

СаСО3↓+ 2Н+

 

 

 

СО2↑ + Са2+ + Н2О

тах, потерь при прокаливании:

 

 

 

 

 

 

 

осажденная

СО2 + 2NaOH

 

 

Na23 + Н2О

BaCl2·2H2O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

форма

Содержание СО2 вычисляют по увеличе-

 

BaCl2 + Н2О↑

 

 

 

 

 

– после прокаливания:

нию массы поглотительной трубки, на-

 

 

 

 

 

 

 

полненной натронной известью (NaOH +

 

 

 

BaSО4

 

BaSО4

СаО).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гравиметрическая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

форма

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

77

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение табл. 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

3

 

 

В этом случае осажденная и грави-

Расчеты результатов определения по ме-

Расчеты результатов определе-

метрическая формы совпадают:

тоду прямой отгонки:

 

ния по методу косвенной отгон-

– при определении Са2+

-ионов их

ω, % =

mгр.ф. 100

 

ки:

(mн- mгр.ф.) 100

осаждают (NH4)2C2O4

 

 

,

 

 

 

mн

ω, % =

2+

2-

 

 

CaC2O4

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

mн

 

 

 

 

 

Ca

+ C2O4

 

где: ω – содержание анализируемого ве-

 

 

 

 

 

осажденная форма

щества, %;

 

где: ω – содержание анализиру-

– после прокаливания:

 

 

 

 

 

mн – масса навески анализируемого

емого вещества, %;

 

 

CaC2O4↓ → CaО + CO2+ CO

 

 

вещества, г;

 

mн – масса навески исследу-

 

гравиметрическая

 

 

mгр. ф. – масса гравиметрической фор-

емого вещества, г;

 

 

 

форма

 

 

мы, которую определяют по увели-

mгр. ф. – масса высушенного

Расчеты результатов определений по

чению массы поглотительного при-

или прокаленного анализи-

методу осаждения:

 

 

бора, г

 

руемого

 

вещества

после

 

 

 

mгр.ф. F 100

 

 

 

удаления

летучих

компо-

 

ω, % =

 

 

 

нентов, г

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где: ω – содержание анализируемого

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вещества, %;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mгр. ф. – масса гравиметрической

 

 

 

 

 

 

 

 

формы, г;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F – гравиметрический фактор;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mн – масса

 

навески

анализируе-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мого вещества, г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

78

Таблица 2

КИСЛОТНО-ОСНОВНОЕ ТИТРОВАНИЕ

 

 

Стандартные

 

 

 

 

Титрант

Индикаторы

вещества и

 

Возможности

Условия

метода

метода

стандартные

 

метода

 

титрования

 

 

растворы

 

 

 

 

Растворы

Кислотно-ос-

Стандартные

Определяют:

 

1. Правильный

кислот HCl,

новные ин-

вещества

сильные кислоты и

выбор индика-

H2SO4 и др.

дикаторы

(Na2B4O7 10H2O,

 

основания;

 

тора по продук-

0,1М...0,001М

(например,

Na2CO3,

слабые кислоты и

там реакции или

(ацидиметрия)

метиловый

К2СО3).

 

основания (Кі

≥ 5 10-7);

по кривой тит-

 

оранжевый,

Стандартные

гидролизующиеся соли,

рования.

 

фенолфта-

растворы

 

образованные

слабым

2. Медленно

 

леин)

(NaOH, KOH,

 

основанием, с Кв5 10-7

вблизи точки эк-

 

 

Ba(OH)2)

 

и сильной кислотой или

вивалентности.

Растворы ще-

 

Стандартные

 

слабой кислотой, с

3. t=20-25°С

лочей NaOH,

 

вещества

 

Ка5 10-7, и сильным

 

КОН и др.

 

(H2C2O4·2H2O,

 

основанием

 

 

0,1М…0,001М

 

H2C2H4O6).

.

 

 

 

(алкалиметрия)

 

Стандартные

 

 

 

 

 

 

растворы (HCl,

 

 

 

 

 

 

H2SO4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравненияе

реакции

Н+ + ОН

НОН Например, прямое титрование:

ф.ф.

Na2CO3 + HCl

NaHCO3+ NaCl

м.о.

Na2CO3 +2HCl

CO2↑ + 2NaCl +

+ Н2О обратноетитрование:

CH3COOH +

NaOH(изб.)

СH3COONa+H2O

NaOH(ост.) +HCl

NaCl + H2O

79

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3

 

 

 

ОСАДИТЕЛЬНОЕ ТИТРОВАНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Название

Титранты

Стандарт-

Индикаторы

Возможнос-

 

 

 

Уравнения

ные ве-

Условия титрования

 

 

метода

метода

щества

метода

ти метода

 

 

 

реакций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

 

 

 

7

 

 

 

Аргенто-

Раствор

Стандарт-

K2CrO4

Определяют

Титрование проводят:

Ag+ +Cl

 

 

AgCl↓

 

 

 

 

метричес-

AgNO3, 0,1М

ныевещест-

5% раствор

Cl и Br

1) рН 6,3-10,5;

2Ag+ + CrO42–

 

 

 

 

 

кое тит-

или 0,05М

ваистан-

 

 

2) отсутствие: Ba2+,

 

 

Ag2CrO4

 

 

 

 

рование

 

дартные

 

 

CO32–, Pb2+, Hg22+,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

по методу

 

растворы

 

 

PO43– (образуют осадки

 

 

 

 

 

 

 

 

Мора

 

NaCl, KCl

 

 

с титрантом или инди-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

катором)

 

 

 

 

 

 

 

 

Аргенто-

Прямое тит-

Стандарт-

метричес-

рование:

ныевещест-

кое тит-

раствор

ваистан-

рование

NH4NCS

дартные

по методу

(KNCS) или

растворы

Фольгарда

раствор

AgNO3, KCl

(тиоциа-

AgNO3,

иNaCl,

натомет-

концентра-

KNCS

рия)

ция которых

 

 

0,05М или

 

 

0,1М

 

 

Обратноетит-

 

 

рование: оба

 

 

вышеуказан-

 

 

ных титранта

 

Насыщенный Определяют раствор жепрямым лезоаммонийтитрованием ных квасцов Ag+ , Hg2+ и с

NH4[Fe(SO4)2] титрантом раствора

KNCS

Br , I .

Определяют

обратным

титрованием: Cl , Br

1.Титрование проводят в кислой среде.

2.Отсутствие солей

Hg(I), которые осаждают NCS-ионы и F -

ионов, образующих комплекс с Fe3+:

Fe3+ + 6F [FeF6] 3 –

3. При определении I- ионов – индикатор добавляют в конце титрования, т.к.возможно протекание реакции: 2Fe3+ +2I 2Fe2+ + I2

Прямое титрование: Ag+ + NCS

AgNCS↓ 3NCS+ Fe3+ [Fe(NCS3)]

Обратное титрование: Ag+ + Cl

AgCl↓

Ag+ + NCS

AgNCS↓ Fe3+ + 3NCS

[Fe(NCS3)]

80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение табл. 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

 

 

4

 

 

 

5

6

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I-, S2-, AsO43-,

4. При определении

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CO32-, C2O42-,

Cl - ионов добавля-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NCS-, PO43-,

ют CCl4, CHCl3 или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CN-, CrO42-

C6H5NO2 или от-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фильтровывают

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AgCl↓ , возможна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обменная реакция:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AgCl↓+NCS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AgNCS↓+ Cl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аргенто-

Раствор

Стандарт-

Адсорбционные

Определяют

Титрование прово-

Ag+ + I

 

 

AgI↓

 

 

 

метричес-

AgNO3, 0,1М

ные вещест-

индикаторы, на-

Cl , Br , I

дится при опреде-

 

 

 

 

 

 

 

 

кое тит-

или 0,05М

ва и стан-

пример: эозин

N CS

ленном значении рН,

 

 

 

 

 

 

 

 

рование

 

дартные

(рН=2), флуоресце-

 

зависящем от выбо-

 

 

 

 

 

 

 

 

по мето-

 

растворы

ин(рН=7-10) идр.

 

ра применяемого ин-

 

 

 

 

 

 

 

 

ду Фаян-

 

NaCl, KCl

(см. табл. 12 при-

 

дикатора

 

 

 

 

 

 

 

 

са-Хода-

 

 

ложения)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кова

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Меркуро-

Раствор

Стандарт-

Железа (III) тио-

Определяют

Титрование прово-

Hg22+ + 2Cl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

метричес-

Нg2(NO3)2

ные вещест-

цианат [Fe(NCS)3],

Cl , Br , I

дят в кислой среде

 

 

Hg2Cl2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кий ме-

0,1М

ва и стан-

дифенилкарбазон

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тод

 

дартные

NH

 

 

NH

 

C6H5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

растворы

C O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NaCl, KCl

N

 

N

 

C6H5