Titrimetrichnii_analiz
.pdf
ПРИГОТУВАННЯ СТАНДАРТНИХ РОЗЧИНІВ КИСЛОТ
Для проведення кислотно-основного титрування переважно використовують стандартні розчини HCl, H2SO4, NaOH, KOH.
Оскільки ці речовини не відповідають вимогам, які ставляться до первинних стандартів, їх розчини готують приблизної концентрації.
Точну концентрацію таких розчинів встановлюють за допомогою інших первинних
стандартів: Na2CO3, Na2B4O7 · 10 H2O, H2C2O4 · 2 H2O та ін.
При наявності фіксаналів (стандарт-титрів - скляних запаяних ампул), у яких міститься точно відома кількість речовини, (наприклад 0,1 моль-еквівалентів), необхідно кількісно перенести речовину із скляної ампули у вимірювальну колбу та довести об'єм водою до риски. Концентрація C(A) розчину розраховується за формулою:
C( A)
( A)
V
де (А) - кількість речовини (моль-еквівалентів), що міститься в ампулі фіксаналу ; V - місткість вимірювальної колби, дм3.
ПРИГОТУВАННЯ РОЗЧИНУ HCl АБО H2SO4 ЗАДАНОЇ КОНЦЕНТРАЦІЇ
Кожен студент одержує у викладача індивідуальне завдання на приготування певного об'єму (V, см3) кислоти заданої концентрації (С, н) з концентрованого розчину кислоти густиною – ρ (г/ см3).
Щоб приготувати заданий об'єм розчину кислоти (V), необхідно розрахувати об’єм кислоти V1 з густиною ρ, який необхідно змішати з водою обє’мом V2=V-V1.
Одержані результати записують у таблицю.
|
Індивідуальне завдання |
|
|
Результат |
||
Кислота |
С, н |
V, см3 |
ρ, г/ см3 |
V1 |
|
V2 |
|
|
|
|
|
|
|
Розчин кислоти готують у пронумерованих склянках місткістю 1 дм3. Розраховані об'єми кислоти (V1) і води (V2) відмірюють мірними циліндрами. Одержаний розчин добре переміщують і стандартизують.
СТАНДАРТИЗАЦІЯ РОЗЧИНУ КИСЛОТИ (HCl АБО H2SO4) ЗА ТЕТРАБОРАТОМ
НАТРІЮ МЕТОДОМ ОКРЕМИХ НАВАЖОК
Стандартизація описується рівнянням реакції:
Na2B4O7 2HCl 5H2O 2NaCl 4H3BO3
B4O72 2H 4H3BO3
З рівняння реакції видно, що молекула тетраборату натрію взаємодіє з двома йонами
водню, тому фактор еквівалентності |
солі дорівнює |
1 |
, |
а молярна маса еквівалента |
||||||||
2 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
дорівнює: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
M( |
1 |
Na B O 10H |
O) |
387,37 |
190,68 |
г/моль. |
||||||
|
|
|||||||||||
2 |
2 |
4 |
7 |
2 |
2 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Розрахунок величини наважки.
Для стандартизації розчину кислоти методом окремих наважок беруть декілька близьких по величині наважок речовини-стандарту, розчиняють їх у довільному об'ємі води, достатньому для розчинення, і титрують.
Величина наважки повинна бути такою, щоб на її титрування витрачалося 30-40 см3 кислоти (якщо використовують бюретку місткістю 50 см3) або 15-20 см3 (якщо бюретка місткістю 25 см3).
Величину наважки Na2 B4O7 10H2O |
розраховують |
із рівності |
кількості еквівалентів |
|||||
реагуючих речовин у точці еквівалентності: |
|
|
|
|
|
|||
|
C |
|
V |
M ( |
1 |
Na B O 10H O) |
|
|
m(Na2 B4O7 10H2O) |
|
|
|
|||||
кислоти |
кислоти |
2 |
2 4 7 |
2 |
(г). |
|||
|
|
|
1000 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||
Вибір індикатора.
З рівняння реакції видно, що у точці еквівалентності в реакційній суміші знаходиться натрій хлорид і слабка ортоборатна кислота, яка зумовлює слабко кислу реакцію розчину. Значення рН розчину розраховують за формулою для слабких кислот:
|
|
pH |
1 |
pK (H |
BO ) |
1 |
lg C(H |
BO ) , |
|
|||||||
|
|
|
2 |
|
||||||||||||
|
|
|
2 |
1 |
3 |
3 |
|
|
3 |
|
3 |
|
||||
де K (H BO ) 7,1 10 10 |
; |
|
pK (H BO ) 9,15 ; |
|
|
C(H BO ) 0,1 моль/л. |
||||||||||
1 |
3 |
3 |
|
|
1 |
3 |
3 |
|
|
|
|
|
3 |
3 |
||
|
|
|
pH |
1 |
9,15 |
1 |
lg 0,1 5,07 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Для фіксування точки еквівалентності найпридатнішим є індикатор метиловий червоний, показник титрування якого (рТ=5,2) є близький до рН точки еквівалентності.
МЕТОДИКА ВИЗНАЧЕННЯ
Заповнюють бюретку приготовленим розчином кислоти.
На аналітичних терезах зважують розраховану наважку тетраборату натрію. Для цього зважують спочатку порожній стаканчик і обнулюють значення на вазі. Поміщають у стаканчик 4-5 лопаток солі і зважують стаканчик з речовиною (m1). Сіль обережно пересипають у конічну колбу, а стаканчик із залишками солі знову зважують (m2). Масу солі в колбі (m3) знаходять за різницею між масою стаканчика з сіллю (m1) і масою стаканчика із залишками солі (m2). Результати зважувань записують у таблицю.
Взяту наважку розчиняють у 80-100 мл дистильованої води, додають 1-2 краплі індикатора метилового червоного і титрують кислотою по краплях, безперервно перемішуючи рідину плавними круговими рухами колби, до появи блідо-рожевого забарвлення розчину.
Записують у таблицю об'єм кислоти, витрачений на титрування взятої наважки з точністю до 0,02 см3.
|
|
|
|
|
|
Таблиця |
|
№ |
Маса стаканчика |
Маса стаканчика |
Маса солі |
Об’єм |
Концентрація |
|
Титр |
досліду |
з сіллю |
із залишком солі |
кислоти |
кислоти |
|
кислоти |
|
m3, г |
|
||||||
|
m1, г |
m2, г |
V, см3 |
С, н |
|
Т, г/см3 |
|
1. |
|
|
|
|
|
|
|
2. |
|
|
|
|
|
|
|
3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ссер = |
|
Тсер = |
Молярну концентрацію і титр стандартного розчину кислоти розраховують за формулою:
Cкислоти |
|
m(Na2 B4O7 10H2O) 1000 |
Tкислоти |
|
Cкислоти M |
кислоти f |
||||
V |
M ( |
1 |
Na B O 10H O) |
1000 |
||||||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
кислоти |
2 |
2 4 7 |
2 |
|
|
|
|
|
Стандартизацію розчину кислоти повторюють не менше 3-х разів (різниця трьох значень концентрації кислоти має бути не більшою 0,0009 н.) та проводять статистичну обробку результатів аналізу.
СТАТИЧТИЧНА ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ АНАЛІЗУ
Достовірність результатів аналізу оцінюється правильністю та відтворюваністю вимірювань. Результат аналізу буде правильним лише тоді, коли він позбавлений систематичних помилок. Систематичні помилки зумовлені постійно діючими причинами і є відхиленнями результатів аналізу від істинного значення величини, що вимірюється. Такі відхилення бувають тільки додатними або тільки від'ємними і поділяються на: постійні, величина яких не зведена з абсолютною величиною результату аналізу; та пропорційні, величина яких пропорційна значенню результату аналізу.
Відтворюваність та сходимість результатів аналізу визначаються розкидом повторних результатів аналізу відносно їх середнього значення та обумовлені випадковими помилками вимірювання.
В аналiтичнiй хімiї число паралельних визначень переважно невелике (3-5) i сукупнiсть одержаних результатiв називають вибірковою сукупністью або випадковою вибіркою.
Середнє значення результатiв випадкової вибiрки називають вибірковим середнім:
_ |
x1 x2 x3 xn |
|
xi |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
x |
|
|
|
, |
(1) |
|
n |
n |
|||||
|
|
|
|
де x1, x2, x3, ..., xn - результати паралельних визначень компонента в пробi; n – число
_
паралельних визначень; x – середнє арифметичне результатiв вимiрювання.
_
Рiзницю мiж окремими результатами та середнiм значенням x називають випадковим вiдхиленням:
_ |
|
di xi x . |
(2) |
Вибіркове стандартне відхилення s окремого визначення розраховують за формулою:
|
_ |
|
|
|||
s |
(xi x)2 |
. |
(3) |
|||
|
|
|
n 1 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
Для оцiнки відтворюваності обчислюють дисперсію середнього значення вибiрки |
||||||
|
_ |
|
|
|||
_ 2 |
( xi x ) |
2 |
|
|||
s x |
|
(4) |
||||
|
n ( n 1) |
|||||
i стандартне відхилення середнього результату |
|
|||||
_ |
s |
|
|
|
|
|
s x |
|
. |
|
(5) |
||
|
|
|
|
|||
|
|
|||||
|
|
n |
|
|
||
З врахуванням вищезгаданого, ймовірну похибку середнього арифметичного
розраховують за формулою:
|
|
|
_ |
|
|
|
|
p t p; f |
s x , |
|
(6) |
|
|
де tp;f – критерiй Стьюдента (знаходять за спецiальними таблицями). |
||||||
|
|
|
|
|
Таблиця 1 |
|
|
|
Значення коефіцієнтів Стьюдента |
|
|
||
|
f |
|
p=0,95 |
p=0,98 |
p=0,99 |
|
|
1 |
|
12,7 |
31,82 |
63,7 |
|
|
2 |
|
4,30 |
6,97 |
9,92 |
|
|
3 |
|
3,18 |
4,54 |
5,84 |
|
|
4 |
|
2,78 |
3,75 |
4,60 |
|
Ймовірну відносну похибку середнього арифметичного (вiдносне вiдхилення) обчислюють за формулою:
|
_ |
|
|
|
|
|
|
|
p |
t p; f s x |
100% |
t p; f |
s |
100% . |
(7) |
||
x |
|
|
|
|||||
x |
n |
|||||||
|
|
|
|
|||||
Виявлення грубих помилок (промахiв) є достатньо делiкатним завданням, при виконаннi якого можна було б керуватися суб'єктивними оцiнками. Однак, i для такої процедури iснують строгi статистичнi критерiї. Для виявлення промахiв в ряду паралельних визначень при невеликому числi дослiдiв може бути використаний т.з. Q–критерій:
Qp = (x1 – x2)/R, |
(8) |
де x1 – пiдозрiло велике (або мале) значення вимiру; x2 – сусiднє з ним за величиною
значення вимiру; R = xmax – xmin – розмах варiювання (рiзниця мiж двома крайнiми за величиною значеннями вибiрки).
Розраховану за рiвнянням (8) величину Qp порiвнюють з табличним значенням Q-критерiя при заданiй ймовiрностi p та числi ступенів свободи f. Якщо
Qp > Qp;fT, |
(9) |
то пiдозрiлий результат є грубо помилковим i його треба виключити при розрахунках середнього арифметичного.
Таблиця 1
Числові значення для Q
n |
p=0,90 |
p=0,95 |
p=0,99 |
3 |
0,89 |
0,94 |
0,99 |
4 |
0,68 |
0,77 |
0,89 |
5 |
0,56 |
0,64 |
0,76 |
6 |
0,48 |
0,55 |
0,70 |
Приклад.
За чотирма наважками тетраборату натрiю проводили стандартизацiю робочого сульфатної кислоти, в результатi чого були одержанi такi результати:
C(12 H2SO4 ) =0,2017; 0,2071, 0,2075 i 0,2068 моль/дм3.
Знайти метрологiчнi характеристики стандартного розчину кислоти.
Розв'язок.
Середню концентрацiю обчислюємо за формулою (1):
_ |
0.2017 |
0.2071 |
0.2075 0.2068 |
|
|
|
C |
0.2058 |
М, |
||||
|
4 |
|
||||
|
|
|
|
|
а стандартне вiдхилення за формулою (3):
s |
( 0.2017 0.2058 )2 |
( 0.2071 0.2058 )2 |
( 0.2075 0.2058 )2 |
( 0.2068 0.2058 )2 |
|
4 |
1 |
|
|
|
|
|
Стандартне вiдхилення середньої концентрації (5):
_
sC 0.0027 / 
4 0.00135 .
розчину
0.0027
При довiрчiй ймовiрностi p = 0.95 i f = 4 – 1 = 3 з таблицi t-критерiїв Стьюдента вибираємо t0.95;3 = 3.18 i обчислюємо ймовiрну похибку середнього значення концентрації (6):
0.95 = –0.00135 3.18 = 0.0043.
Таким чином, дiйсний вмiст H2SO4 у робочому розчинi в моль/дм3 є в межах:
0.2058–0.0043 = 0.2015 < Cіст < 0.2101 = 0.2058+0.0043.
Ймовiрна вiдносна похибка складає (7):
0.95 = (0.0043/0.2058) 100% = 2.1%
Вiдносне вiдхилення складає 2.1 %, в той час як вiдносна похибка у визначеннi концентрацiї стандартного розчину не повинна перевищувати 1 %. Ще раз уважно переглянемо результати паралельних аналiзiв i побачимо, що серед них є рiзко вiдмiнне значення 0.2017 M. Перевiримо, чи можна його виключити як грубу помилку. Для цього розмiстимо концентрацiї у порядку зростання i розрахуємо Q-критерiй (8):
Qp = (0.2068-0.2017)/(0.2075-0.2017) = 0.88.
З таблицi Q-критерiїв для p=0.95 i при f=4–1=3 вибираємо табличне значення Q0.95;3 Так як
Qp = 0.88 > 0.77 = Q0.95;3Т,
то величину 0.2017 слiд вважати промахом i її не можна включати у розрахунки середньої концентрацiї. В такому випадку результати стандартизацiї будуть такими:
_ |
0.2071 0.2075 0.2068 |
|
|
|
C |
0.2071 |
М; |
||
3 |
||||
|
|
|
|
|
|
02 |
0.0004 2 ( 0.0003 )2 |
|
|||
|
s |
|
|
|
|
|
0.000354 ; |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
3 1 |
||
_ |
|
|
|
|
|
|
|
|
sC |
0.000354 / |
|
3 0.000204 ; p 0.000204 4.3 0.000878 . |
|||||
Таким чином, дiйсний вмiст H2SO4 в розчинi (моль/дм3) знаходиться в межах:
0.2071–0.0009 = 0.2062 < C(1/2H2SO4) < 0.2080 = 0.2071+0.0009.
Тепер вiдносне вiдхилення у визначеннi стандартної концентрацiї робочого розчину складає
p = (0.000878/0.2071) 100% = 0.42%,
що цiлком задовільняє вимогу p < 1 %.
ВИЗНАЧЕННЯ КАРБОНАТУ НАТРІЮ В РОЗЧИНІ
Визначення карбонату натрію за допомогою стандартного розчину хлоридної кислоти описується рівнянням реакції:
Na2CO3 2HCl 2NaCl H2CO3
CO32 2H H2CO3
Вибір індикатора.
З рівняння реакції видно, що у точці еквівалентності в реакційній суміші знаходиться натрій хлорид і слабка вугільна кислота, яка зумовлює слабко кислу реакцію розчину.
K (H CO ) 4,5 10 7 ; |
pK (H CO ) 6,35 |
||||||
1 |
2 |
3 |
|
|
1 |
2 |
3 |
При кімнатній температурі C(H |
2 |
CO ) 5 10 2 |
моль/дм3. |
|
|||
|
|
|
3 |
|
|
|
|
Значення рН розчину розраховують за формулою для слабких кислот: pHТ.Е. 12 pK1(H2CO3 ) 12 lg C(H2CO3 )
pHТ .Е. 12 6,35 12 lg 5 10 2 3,82
Для фіксування точки еквівалентності найпридатнішим є індикатор метиловий оранжевий, показник титрування якого (рТ=4,0).
МЕТОДИКА ВИЗНАЧЕННЯ
Заповнюють бюретку стандартним розчином кислоти. У конічну колбу з аналізованим розчином карбонату натрію додають 1-2 краплі метилового оранжевого і титрують кислотою до переходу жовтого забарвлення розчину в оранжеве. Записують об'єм кислоти, який витрачено на титрування, і розраховують масу карбонату натрію за формулою:
m(Na CO ) C |
|
V |
|
M ( |
1 |
Na CO ) , мг |
|||||||||
|
|
|
|||||||||||||
|
|
2 |
|
3 |
кислоти |
кислоти |
2 |
2 |
3 |
||||||
f (Na CO ) |
1 |
; |
M ( |
1 |
Na CO ) |
105,98 |
|
52,99 г/моль |
|||||||
|
|
||||||||||||||
2 |
3 |
2 |
|
2 |
|
2 |
3 |
2 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ПЕРМАНГАНАТОМЕТРИЧНЕ ТИТРУВАННЯ
Розчин KMnO4 приблизної концентрації (0,02 – 0,1 М) і стандартизують через 7-10 днів після приготування або відразу, якщо розчин кип’ятили і відфільтровували осад MnO2 на воронці зі скляним фільтром.
Окиснення калій перманганатом різних відновників можна вести у кислому, нейтральному чи лужному середовищі. При титруванні розчином KMnO4 у кислому середовищі манган (VII) відновлюється до мангану (ІІ):
MnO4 8H 5e Mn2 4H2O f (KMnO4 ) 15
Титрування калій перманганатом у більшості випадків проводять без індикатора, бо надлишкова крапля KMnO4 забарвлює аналізований розчин у рожевий колір.
СТАНДАРТИЗАЦІЯ РОЗЧИНУ КАЛІЙ ПЕРМАНГАНАТУ ЗА НАТРІЙ ОКСАЛАТОМ МЕТОДОМ ПІКЕТУВАННЯ
Стандартизація розчину калій перманганату за натрій оксалатом описується рівнянням реакції:
5 |
C2O42 2e 2CO2 |
|
|
E20CO / C O2 0,49 В |
||||
|
|
|
|
|
2 |
2 |
4 |
|
2 |
MnO4 8H 5e Mn2 4H2O |
|
|
EMnO0 / Mn2 1,51 В |
||||
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
5C O2 |
2MnO 16H 2Mn2 10CO 8H O |
|
|
||||
|
2 |
4 |
4 |
2 |
2 |
|
|
|
Стандартизацію розчину калій перманганату зручніше проводити методом піпетування. Суть цього методу полягає в тому, що наважку первинного стандарту розчиняють у вимірювальній колбі, доливають водою до риски і перемішують. Після цього піпеткою відбирають окремі порції розчину, які містять певну (аліквотну) частину наважки і титрують їх. Для стандартизації розчину KMnO4 необхідно приготувати стандартний розчин натрій оксалату.
Приготування стандартного розчину натрій оксалату.
Розраховують масу Na2C2O4, необхідну для приготування 200 або 250 cм3 0,1 М розчину (об'єм розчину визначається місткістю вимірювальної колби):
|
|
|
|
|
C( |
1 |
Na C O ) V |
M ( |
1 |
Na C O ) |
|
|||||
m(Na2C2O4 ) |
|
|
|
|||||||||||||
2 |
2 |
2 4 |
|
колби |
2 |
|
2 2 4 |
(г) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
1000 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f (Na C O ) |
1 |
|
|
M ( |
1 |
Na C O ) |
134,00 |
66,99 г/моль |
||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||
2 |
2 |
4 |
2 |
|
|
|
2 |
2 |
2 |
4 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На аналітичній вазі беруть розраховану наважку натрій оксалату, переносять її у вимірювальну колбу, розчиняють у невеликій кількості дистильованої води, доводять об’єм водою до риски, закривають колбу корком і старанно перемішують.
Обчислюють концентрацію розчину натрій оксалату:
C( |
1 |
Na C O ) |
m(Na2C2O4 ) 1000 |
|||||
|
|
|
|
|
||||
2 |
2 |
2 |
4 |
V |
M ( |
1 |
Na C O ) |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
колби |
2 |
2 2 4 |
|
МЕТОДИКА ВИЗНАЧЕННЯ
Заповнюють бюретку розчином калій перманганату.
У конічну колбу наливають ~ 100 см3 дистильованої води, 20 см3 H2SO4 (1:4) та добавляють декілька кристаликів MnSO4 (Mn2+ є каталізатором). Розчин нагрівають до 80-90 0С (не кип’ятити!!!).
Піпеткою відбирають аліквотну частину (20 або 25 см3) стандартного розчину Na2C2O4 і добавляють у колбу з гарячим розчином кислоти.
Одержану суміш повільно (по краплях) титрують калій перманганатом при безперервному перемішуванні розчину. Кожну нову порцію титранту добавляють тільки після зникнення забарвлений від попередньої порції.
Титрування закінчують при появі блідо-рожевого забарвлення розчину, яке не зникає протягом 30 с.
Титрування проводять не менше 3-х разів і з відліків, які збігаються (різниця між ними повинна бути не більше 0,1 – 0,2 см3) беруть середнє. Всі відліки об'єму розчину KMnO4 записують.
Розраховують концентрацію стандартного розчину перманганату:
|
|
|
C( |
1 |
Na C O ) V (Na C O ) C( |
1 |
KMnO ) V (KMnO ) |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
5 |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
2 |
2 |
|
2 |
4 |
|
|
2 |
2 |
|
4 |
|
4 |
4 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C( |
1 |
Na C O ) V (Na C O ) |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
KMnO ) |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
C( |
|
|
2 |
2 2 |
4 |
2 2 |
4 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
5 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
V (KMnO4 ) |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Визначення пероксиду водню |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Визначення пероксиду водню описується рівнянням реакції: |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
5 |
H2O2 2e O2 |
2H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0,68 |
В |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
EO2 2H / H 2O2 |
||||||||||
2 |
MnO4 8H 5e Mn2 4H2O |
|
|
|
|
|
EMnO0 / Mn2 1,51 В |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
||
|
|
5H O 2MnO 6H 5O 2Mn2 |
8H O |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
2 |
2 |
|
4 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|||
Пероксид водню має властивості як відновника, так і окисника. У данному випадку Н2О2 є відновником.
f (H O ) |
1 |
; |
M ( |
1 |
H O ) |
34,02 |
17,01 |
г/моль |
||
|
|
|||||||||
2 |
2 |
2 |
|
2 |
2 |
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МЕТОДИКА ВИЗНАЧЕННЯ
До аналізованого розчину приливають 10 см3 H2SO4 (1:4) і титрують розчином калій перманганату до появи блідо-рожевого забарвлення. Записують об'єм розчину KMnO4, витрачений на титрування, та розраховують масу пероксиду водню в аналізованому розчині за формулою:
m(H2O2 ) C(15 KMnO4 ) V (KMnO4 ) M (12 H2O2 ) , мг.
БІХРОМАТОМЕТРИЧНЕ ТИТРУВАННЯ
Стандартний розчин K2Cr2O7 готують за точною наважкою хімічно чистої сухої солі або з фіксаналу. При титруванні калій біхроматом різних відновників відбувається відновлення хрому (VI) до хрому (III).
Cr2O72 14H 6e 2Cr3 7H2O
f (K2Cr2O7 ) 16
Солі хрому (III), які утворюються в результаті реакції, забарвлюють розчин у зелений колір, тому розчин необхідно розбавити і застосувати індикатор (дифеніламін або фенілантранілову кислоту). Титрування біхроматом калію ведуть у сильно кислому середовищі.
ВИЗНАЧЕННЯ ЗАЛІЗА (ІІ)
Біхроматометричне визначення заліза (ІІ) описується рівнянням реакції:
6 |
2 |
|
|
3 |
0 |
|
|
|
Fe e Fe |
|
|
||||
|
|
|
EFe3 / Fe2 0,77 В |
||||
2 |
Cr2O72 14H 6e 2Cr3 7H2O |
|
ECr0 |
O2 / 2Cr 3 1,33 В |
|||
|
|
|
|
|
|
2 |
7 |
|
6Fe2 Cr O2 14H |
6Fe3 2Cr3 7H |
O |
|
|||
|
|
2 |
7 |
2 |
|
|
|
Якщо як індикатор використовують дифеніламін, титрування проводять у присутності фосфатної кислоти, яка утворює з іонами заліза (ІІІ) комплексну сполуку:
Fe3 H3PO4 Fe(HPO4 ) 2H .
При цьому зменшується величина окисно-відновного потенціалу пари Fe3+/Fe2+ і дифеніламін замінює своє забарвлення не передчасно, а у точці еквівалентності.
МЕТОДИКА ВИЗНАЧЕННЯ
Масу наважки проби, яку необхідно взяти для аналізу, розраховують за формулою:
|
|
|
mнаважки |
C( |
1 |
K Cr O ) V (K |
Cr O ) M (Fe) |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
6 |
2 |
2 |
|
7 |
|
2 |
|
2 |
7 |
(г), де |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 (Fe) |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ω(Fe) ~ 10 %; C( |
1 |
K Cr O ) 0,1М; V (K |
|
Cr O ) ~ 20 см3; f (Fe) 1 |
; M (Fe) 55,85 |
г/моль. |
||||||||||||
|
2 |
|||||||||||||||||
6 |
2 |
2 |
7 |
|
|
|
|
|
2 |
7 |
|
|
|
|
|
|
||
Зважують на аналітичних терезах масу аналізованої проби, близьку до розрахованої, і висипають у колбу для титрування місткістю 500-700 см3, розчиняють у 20 см3 H2SO4 (1:4), приливають 10 см3 30%-ної Н3РО4, 200-250 см3 дистильованої води і 1-2 краплі розчину дифеніламіну.
Титрують краплями розчином калій біхромату до появи стійкого синьо-фіолетового забарвлення (при наближенні до точки еквівалентності титрують повільніше, старанно перемішуючи розчин).
Розраховують масову частку заліза в пробі за формулою
(Fe,%) |
C( |
1 |
K Cr O ) V (K Cr O ) M (Fe) |
||||||
|
|||||||||
6 |
2 |
2 |
7 |
2 |
2 |
7 |
|||
|
|||||||||
10 mнаважки
ЙОДОМЕТРИЧНЕ ТИТРУВАННЯ
Метод йодометричного титрування ґрунтується на окисно-відновній реакції:
J2 2e 2J
Його використовують для визначення як відновників, так і окисників. Визначення відновників проводять окисленням їх стандартним розчином йоду.
Для визначення окисників використовують метод заміщення - до суміші KJ та кислоти???, взятих у надлишку, додають точно відміряний об'єм розчину окисника. При цьому виділяється еквівалентна окиснику кількість йоду, який титрують стандартним розчином тіосульфату.
1 |
|
J |
2 2e 2J |
|
|
0 |
|
0,536 В |
||||||||
|
|
|
|
|
|
EJ |
2 |
/ 2 J |
||||||||
1 |
|
2S2O32 2 |
|
S4O62 |
|
|
ES0 |
|
0,09 В |
|||||||
|
e |
|
O2 / 2S O2 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
6 |
2 |
3 |
|
|
|
J |
2 |
2S O2 2J S O2 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
2 |
3 |
|
|
|
4 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
ПРИГОТУВАННЯ РОЗЧИНУ НАТРІЙ ТІОСУЛЬФАТУ |
|
|
|
|
|
|||||||||||
Стандартний |
розчин |
натрій тіосульфату Na2S2O3 5H2O , як і KMnO4 , |
не можна |
|||||||||||||
приготувати за точною наважкою (готують приблизної концентрації). |
|
|
|
|
|
|||||||||||
Розраховують величину наважки |
Na2S2O3 5H2O , необхідну для приготування 200 чи |
|||||||||||||||
250 см3 ~0,1 М розчину за формулою: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
m(Na2 S2O3 5H2O) C(Na2 S2O3 5H2O) Vколби M (Na2 S2O3 5H2O) 1000
f (Na2S2O3 5H2O) 1; M (Na2S2O3 5H2O) 248,18 г/моль.
Зважують на технічних терезах розраховану масу тіосульфату натрію і переносять його у склянку з темного скла місткістю 250 см3, приливають відповідний об'єм дистильованої води і переміщують.
Щоб розчин Na2S2O3 не розкладався вугільною кислотою, сіль розчиняють у воді,
позбавленій СО2 (для цього воду кип'ятять деякий час і потім охолоджують, захищаючи від проникнення з повітря СО2 корком з хлоркальцієвою трубкою, наповненою натронним вапном. Для збільшення стійкості розчину тіосульфату натрію додають до нього ~0,05 г
Na2CO3 .
СТАНДАРТИЗАЦІЯ РОЗЧИНУ НАТРІЙ ТІОСУЛЬФАТУ ЗА РОЗЧИНОМ КАЛІЙ БІХРОМАТУ
Реакція між калій біхроматом і натрій тіосульфатом протікає нестехіометрично і не може бути записана одним рівнянням. Тому концентрацію розчину Na2S2O3 встановлюють методом заміщення. Цей спосіб ґрунтується на реакціях:
K2Cr2O7 6KJ 7H2SO4 Cr2 (SO4 )3 3J2 7H2O 4K2SO4
J2 2Na2S2O3 2NaJ Na2S4O6
Як індикатор використовують свіжо приготований розчин крохмалю.