Trumpai apie analitinės chemijos titravimo metodus. Neutralizacijos metodas titrimetriniame analizės metode
Darbo tikslas : įgyja įgūdžių naudojant vieną iš kiekybinės analizės metodų – titrimetrinį, bei išmokstama pagrindinių matavimo rezultatų statistinio apdorojimo technikų.
Teorinė dalis
Titrimetrinė analizė – tai kiekybinės cheminės analizės metodas, pagrįstas tiksliai žinomos koncentracijos reagento tirpalo tūrio matavimu, sunaudoto reaguoti su nustatoma medžiaga.
Titrimetrinis medžiagos nustatymas atliekamas titruojant – vieną iš tirpalų į kitą pilant mažomis porcijomis ir atskirais lašeliais, nuolat registruojant (stebint) rezultatą.
Viename iš dviejų tirpalų yra nežinomos koncentracijos medžiagos ir jis atitinka analizuojamą tirpalą.
Antrajame tirpale yra tiksliai žinomos koncentracijos reagentas ir jis vadinamas darbiniu tirpalu, standartiniu tirpalu arba titrantu.
Titrimetrinės analizės reakcijų reikalavimai:
1. Galimybė nustatyti lygiavertiškumo tašką, plačiausiai naudojamas yra jo spalvos stebėjimas, kuris gali keistis esant šioms sąlygoms:
Vienas iš reagentų yra spalvotas, o spalvotas reagentas keičia spalvą reakcijos metu;
Naudojamos medžiagos – indikatoriai – keičia spalvą priklausomai nuo tirpalo savybių (pavyzdžiui, priklausomai nuo aplinkos reakcijos).
2. Kiekybinė reakcijos eiga iki pusiausvyros, apibūdinama atitinkama pusiausvyros konstantos reikšme
3. Pakankamas cheminės reakcijos greitis, nes Lėtose reakcijose labai sunku nustatyti ekvivalentiškumo tašką.
4. Šalutinių reakcijų, kurių metu neįmanoma atlikti tikslių skaičiavimų, nebuvimas.
Titrimetrinės analizės metodai gali būti klasifikuojami pagal cheminės reakcijos, kuria grindžiamos medžiagos, pobūdį: titravimas rūgščių ir šarmų (neutralizavimas), nusodinimas, kompleksavimas, oksidacija-redukcija.
Darbas su sprendimais.
Mūrinės kolbos skirtas tiksliai išmatuoti skysčio tūrį. Tai apvalūs plokščiadugniai indai siauru, ilgu kaklu, ant kurio yra žyma, iki kurios reikia pripilti kolbą (1 pav.).
1 pav. Mūrinės kolbos
Tirpalų ruošimo matavimo kolbose iš fiksalių technika.
Norint paruošti tirpalą iš fiksano, ampulė sulaužoma per piltuvą, įdėtą į matavimo kolbą, ampulės turinys nuplaunamas distiliuotu vandeniu; tada ištirpinkite matavimo kolboje. Tirpalas matavimo kolboje pripildytas iki žymės. Kai skysčio lygis pasiekia žymę, kolboje esantis tirpalas gerai išmaišomas.
Biuretės Tai ploni stikliniai vamzdeliai, sugraduoti mililitrais (2 pav.). Prie apatinio, šiek tiek susiaurėjusio biuretės galo prilituojamas stiklinis čiaupas arba pritvirtinama guminė žarna su rutuliniu vožtuvu ir stikliniu snapeliu. Biuretė darbui parenkama atsižvelgiant į analizei naudojamo tirpalo tūrį.
2 pav. Biuretės
Kaip naudoti biuretę
1. Biuretė nuplaunama distiliuotu vandeniu.
2. Paruošta darbui biuretė vertikaliai pritvirtinama stove, naudojant piltuvą, tirpalas pilamas į biuretę taip, kad jos lygis būtų aukščiau nulinės žymos.
3. Pašalinkite oro burbuliukus iš apatinio išplėstinio biuretės galo. Norėdami tai padaryti, sulenkite jį aukštyn ir išleiskite skystį, kol pasišalins visas oras. Tada kapiliaras nuleidžiamas žemyn.
4. Skysčio lygis biuretėje nustatomas į nulinį padalijimą.
5. Atliekant titravimą, paspauskite guminį vamzdelį rutulio šone ir iš biuretės išleiskite skystį į kolbą, pastarąją sukdami. Pirma, biuretėje esantis titras išpilamas plona srovele. Kai indikatoriaus spalva toje vietoje, kur krenta titras, pradeda keistis, tirpalas pilamas atsargiai, lašas po lašo. Titravimas sustabdomas, kai staigiai pasikeičia indikatoriaus spalva, įpylus vieną titranto lašą, ir užrašomas sunaudoto tirpalo tūris.
6. Darbo pabaigoje iš biuretės nupilamas titrantas, biuretė nuplaunama distiliuotu vandeniu.
Rūgščių-šarmų titravimo (neutralizavimo) metodas
Rūgščių-šarmų titravimo metodas pagrįstas rūgščių ir bazių reakcija, t.y. neutralizavimo reakcijoms:
H + + OH¯ = H2O
Atliekant šią užduotį, naudojamas rūgščių-šarmų titravimo metodas, pagrįstas neutralizacijos reakcijos naudojimu:
2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O
Metodas susideda iš laipsniško žinomos koncentracijos sieros rūgšties tirpalo pridėjimo į tiriamos medžiagos – natrio hidroksido – tirpalą. Rūgšties tirpalo įpylimas tęsiamas tol, kol jo kiekis tampa lygiavertis su juo reaguojančio natrio hidroksido kiekiui, t.y. kol šarmas bus neutralizuotas. Neutralizacijos momentas nustatomas pagal indikatoriaus, pridėto į titruotą tirpalą, spalvos pasikeitimą. Pagal ekvivalentų dėsnį pagal lygtį:
C n (k-you) · V (k-you) = C n (šarmai) · V (šarmai)
Cn(k-ty) ir Cn(šarmas) – reaguojančių tirpalų ekvivalentų molinės koncentracijos, mol/l;
V (bendras kiekis) ir V (šarmas) – reaguojančių tirpalų tūriai, l (ml).
C (NaOH) ir 
- ekvivalentinio NaOH ir H 2 SO 4 molinės koncentracijos reaguojančiuose tirpaluose, mol/l;
V(NaOH) ir 
) - reaguojančių šarmų ir rūgšties tirpalų tūriai, ml.
Problemų sprendimo pavyzdžiai.
1. 0,05 l rūgšties tirpalo neutralizavimui panaudota 20 cm 3 0,5 N šarmo tirpalo. Koks yra rūgšties normalumas?
2. Kiek ir kokios medžiagos liks perteklius, jei į 60 cm 3 0,4 N sieros rūgšties tirpalo įpilama 120 cm 3 0,3 N kalio hidroksido tirpalo?
Tirpalo pH ir įvairių tipų koncentracijų nustatymo uždavinių sprendimas pateiktas metodiniame vadove.
EKSPERIMENTINĖ DALIS
Iš laboranto gaukite kolbą su nežinomos koncentracijos šarmo tirpalu. Naudodami matavimo cilindrą, į tris kūgines titravimo kolbas išmatuokite 10 ml analizuojamo tirpalo mėginių. Į kiekvieną iš jų įlašinkite 2–3 lašus metiloranžinio indikatoriaus. Tirpalas taps geltonas (metiloranžinė spalva yra geltona šarminėje aplinkoje, o oranžinė-raudona rūgštinėje).
Paruoškite titravimo įrenginį darbui (3 pav.) Išskalaukite biuretę distiliuotu vandeniu ir užpildykite tiksliai žinomos koncentracijos sieros rūgšties tirpalu (H 2 SO 4 ekvivalento molinė koncentracija nurodyta ant butelis) virš nulinio padalos. Sulenkite guminį vamzdelį stikliniu antgaliu į viršų ir, atitraukę gumą nuo stiklinės alyvuogės, dengiančios biuretės išėjimą, lėtai išleiskite skystį, kad užpildžius antgalį jame neliktų oro burbuliukų. Iš biuretės išleiskite rūgšties tirpalo perteklių į pakaitinį stiklą, o apatinis skysčio meniskas biuretėje turi būti nustatytas į nulį.
Padėkite vieną iš šarmo tirpalo kolbų po biuretės antgaliu ant balto popieriaus lapo ir pereikite tiesiai prie titravimo: viena ranka lėtai tiekite rūgštį iš biuretės, o kita ranka nuolat maišykite tirpalą. sukamaisiais kolbos judesiais horizontalioje plokštumoje. Titravimo pabaigoje rūgšties tirpalas turi būti lašinamas iš biuretės, kol vienas lašas įgauna nuolatinę oranžinę spalvą.
Titravimui sunaudotos rūgšties tūris nustatomas 0,01 ml tikslumu. Suskaičiuokite biuretės padalijimus išilgai apatinio menisko, o akis turi būti menisko lygyje.
Titravimą pakartokite dar 2 kartus, kiekvieną kartą pradedant nuo nulinės biuretės dalies. Titravimo rezultatus užrašykite 1 lentelėje.
Apskaičiuokite šarmo tirpalo koncentraciją pagal formulę:
1 lentelė
Natrio hidroksido tirpalo titravimo rezultatai
Atlikti statistinį titravimo rezultatų apdorojimą pagal priede aprašytą metodą. Eksperimentinių duomenų statistinio apdorojimo rezultatus apibendrinkite 2 lentelėje.
2 lentelė
Natrio hidroksido tirpalo titravimo eksperimentinių duomenų statistinio apdorojimo rezultatai. Pasitikėjimo tikimybė α = 0,95.
| n | S x |  |
||
NaOH ekvivalento molinės koncentracijos analizuojamame tirpale nustatymo rezultatą užrašykite kaip pasikliautinąjį intervalą.
SAVIKONTROLĖS KLAUSIMAI
1. Kalio hidroksido tirpalo pH = 12. Bazės koncentracija tirpale esant 100% disociacijai yra ... mol/l.
1) 0,005; 2) 0,01; 3) 0,001; 4) 1 · 10 -12; 5) 0,05.
2. 0,05 l rūgšties tirpalo neutralizavimui panaudota 20 cm3 0,5 N šarmo tirpalo. Koks yra rūgšties normalumas?
1) 0,2 n; 2) 0,5 n; 3) 1,0 n; 4) 0,02 n; 5) 1,25 n.
3. Kiek ir kokios medžiagos liks perteklius, jei į 75 cm 3 0,3 N sieros rūgšties tirpalą bus įpilta 125 cm 3 0,2 N kalio šarmo tirpalo?
1) 0,0025 g šarmo; 2) 0,0025 g rūgšties; 3) 0,28 g šarmo; 4) 0,14 g šarmo; 5) 0,28 g rūgšties.
4. Analizės metodas, pagrįstas virimo temperatūros padidėjimo nustatymu, vadinamas...
1) spektrofotometrinis; 2) potenciometrinis; 3) ebulioskopinis; 4) radiometrinis; 5) konduktometrinis.
5. Nustatykite sieros rūgšties tirpalo, gauto ištirpinus 36 g rūgšties 114 g vandens, procentinę koncentraciją, moliškumą ir normalumą, jei tirpalo tankis yra 1,031 g/cm3.
1) 31,6 ; 3,77; 7,54 ; 2) 31,6; 0,00377; 0,00377 ;
3) 24,0 ; 2,87; 2,87 ; 4) 24,0 ; 0,00287; 0,00287;
5) 24,0; 2,87; 5,74.
Titrimetrinis analizės (titravimo) metodas leidžia atlikti tūrinę kiekybinę analizę ir plačiai naudojamas chemijoje. Pagrindinis jo privalumas yra metodų ir metodų įvairovė, dėl kurios jis gali būti naudojamas sprendžiant įvairias analitines problemas.
Analizės principas
Titrimetrinis analizės metodas pagrįstas žinomos koncentracijos tirpalo (titranto), kuris sureagavo su bandomąją medžiaga, tūrio matavimu.
Analizei jums reikės specialios įrangos, būtent biuretės - plono stiklo vamzdelio su padalomis. Viršutinis šio vamzdžio galas yra atviras, o apatiniame gale yra uždarymo vožtuvas. Naudojant piltuvą, kalibruota biuretė pripildoma titranto iki nulio žymos. Analizė atliekama iki titravimo pabaigos taško (ETP), į bandomąją medžiagą įpilant nedidelį kiekį tirpalo iš biuretės. Galutinis titravimo taškas nustatomas pagal indikatoriaus spalvos pasikeitimą arba kai kurias fizikines ir chemines savybes.
Galutinis rezultatas apskaičiuojamas pagal sunaudotą titranto tūrį ir išreiškiamas titru (T) – medžiagos masė 1 ml tirpalo (g/ml).
Proceso pagrindimas
Titrimetrinis kiekybinės analizės metodas duoda tikslius rezultatus, nes medžiagos reaguoja viena su kita lygiaverčiais kiekiais. Tai reiškia, kad jų tūrio ir kiekio sandauga yra identiška: C 1 V 1 = C 2 V 2. Iš šios lygties nesunku rasti nežinomą C 2 reikšmę, jei likę parametrai nustatomi nepriklausomai (C 1, V 2) ir nustatomi analizės metu (V 1).
Titravimo pabaigos taško aptikimas
Kadangi savalaikis titravimo pabaigos fiksavimas yra svarbiausia analizės dalis, būtina pasirinkti tinkamus metodus. Patogiausia yra naudoti spalvotus arba fluorescencinius indikatorius, tačiau gali būti naudojami ir instrumentiniai metodai – potenciometrija, amperometrija, fotometrija.
Galutinis CFT aptikimo metodo pasirinkimas priklauso nuo reikiamo nustatymo tikslumo ir selektyvumo, taip pat nuo jo greičio ir automatizavimo galimybės. Tai ypač pasakytina apie drumstus ir spalvotus sprendimus, taip pat agresyvią aplinką.
Titravimo reakcijos reikalavimai
Kad titrimetrinis analizės metodas duotų teisingą rezultatą, turite teisingai pasirinkti reakciją, kuri bus jo pagrindas. Reikalavimai jam yra tokie:
- stechiometrija;
- didelis srautas;
- didelė pusiausvyros konstanta;
- patikimo metodo eksperimentinei titravimo pabaigai registruoti buvimas.
Tinkamos reakcijos gali būti bet kokios rūšies.
Analizės rūšys
Titrimetrinės analizės metodų klasifikacija grindžiama reakcijos tipu. Remiantis šia savybe, išskiriami šie titravimo metodai:
- rūgštis-bazė;
- redokso;
- kompleksometrinis;
- kritulių.
Kiekvienas tipas yra pagrįstas savo reakcijos tipu, atsižvelgiant į tai, kokie metodų pogrupiai išskiriami analizėje.
Rūgščių-šarmų titravimas
Titrimetrinis analizės metodas, naudojant hidronio reakciją su hidroksido jonu (H 3 O + + OH - = H 2 O), vadinamas rūgštiniu-šarmu. Jei žinoma medžiaga tirpale sudaro protoną, būdingą rūgštims, metodas priklauso acidimetrijos pogrupiui. Čia kaip titratorius dažniausiai naudojamas stabili druskos rūgštis HCl.
Jei titrantas gamina hidroksido joną, metodas vadinamas alkalimetrija. Naudojamos medžiagos yra šarmai, pvz., NaOH, arba druskos, gautos stipriai bazei reaguojant su silpna rūgštimi, pvz., Na 2 CO 3.
Šiuo atveju naudojami spalvoti indikatoriai. Tai silpni organiniai junginiai – rūgštys ir bazės, kurių struktūra ir spalva skiriasi protonuotų ir neprotonuotų formų. Dažniausiai naudojami rūgščių-šarmų titravimo indikatoriai yra vienos spalvos fenolftaleinas (skaidrus tirpalas šarminiame tirpale pasidaro tamsiai raudonas) ir dviejų spalvų metiloranžinė (rūgščiame tirpale raudona medžiaga pagelsta).
Plačiai naudojami dėl didelės šviesos sugerties, dėl kurios jų spalva aiškiai matoma plika akimi, ir dėl kontrasto bei siauros spalvų perėjimo zonos.
Redokso titravimas
Redokso titrimetrinė analizė – tai kiekybinės analizės metodas, pagrįstas oksiduotų ir redukuotų formų koncentracijų santykio keitimu: aOx 1 + bRed 2 = aRed 1 + bOx 2.
Metodas yra suskirstytas į šiuos pogrupius:
- permanganatometrija (titrantas - KMnO 4);
- jodometrija (I 2);
- dichromatometrija (K 2 Cr 2 O 7);
- bromatometrija (KBrO 3);
- jodometrija (KIO 3);
- cerimetrija (Ce(SO 4) 2);
- vanadometrija (NH 4 VO 3);
- titanometrija (TiCl 3);
- chromometrija (CrCl 2);
- askorbinometrija (C 6 H 8 OH).
Kai kuriais atvejais indikatoriaus vaidmenį gali atlikti reagentas, kuris dalyvauja reakcijoje ir keičia spalvą, įgaudamas oksiduotą arba redukuotą formą. Tačiau taip pat naudojami specifiniai rodikliai, pavyzdžiui:
- nustatant jodą, naudojamas krakmolas, kuris sudaro tamsiai mėlyną junginį su I 3 - jonais;
- Titruojant geležies geležį, naudojami tiocianato jonai, kurie sudaro kompleksus su ryškiai raudonos spalvos metalu.
Be to, yra specialūs redokso indikatoriai – organiniai junginiai, kurių oksiduotos ir redukuotos formos yra skirtingos spalvos.
Kompleksometrinis titravimas
Trumpai tariant, titrimetrinis analizės metodas, vadinamas kompleksometriniu, pagrįstas dviejų medžiagų sąveika, kad susidarytų kompleksas: M + L = ML. Jei naudojamos gyvsidabrio druskos, pavyzdžiui, Hg(NO 3) 2, metodas vadinamas merkurimetrija, o etilendiaminotetraacto rūgštis (EDTA) – kompleksometrija. Visų pirma, naudojant pastarąjį metodą, vandens, ty jo kietumo, analizei naudojamas titrimetrinis metodas.
Kompleksometrijoje naudojami skaidrūs metalo indikatoriai, kurie įgauna spalvą, kai sudaro kompleksus su metalo jonais. Pavyzdžiui, titruojant geležies druskas EDTA, kaip indikatorius naudojama skaidri sulfosalicilo rūgštis. Sudaręs kompleksą su geležimi, tirpalas tampa raudonas.
Tačiau dažniau metalo indikatoriai turi savo spalvą, kuri kinta priklausomai nuo metalo jono koncentracijos. Polibazinės rūgštys naudojamos kaip tokie indikatoriai, sudarantys gana stabilius kompleksus su metalais, kurie greitai sunaikinami veikiant EDTA kontrastingai keičiant spalvą.
Kritulių titravimas
Titrimetrinis analizės metodas, pagrįstas dviejų medžiagų sąveikos reakcija su kieto junginio susidarymu, kuris nusėda (M + X = MX↓), yra nusodinimas. Tai yra ribota reikšmė, nes nusėdimo procesai paprastai nėra kiekybiniai ir ne stechiometriniai. Tačiau kartais jis vis dar naudojamas ir turi du pogrupius. Jei taikant metodą naudojamos sidabro druskos, pavyzdžiui, AgNO 3, tai vadinama argentometrija, jei gyvsidabrio druskos – Hg 2 (NO 3) 2, tada – merkurometrija.
Titravimo pabaigos taškui nustatyti naudojami šie metodai:
- Mohro metodas, kai indikatorius yra chromato jonas, kuris su sidabru sudaro plytų raudonumo nuosėdas;
- Volhardo metodas, pagrįstas sidabro jonų tirpalo titravimu kalio tiocianatu, esant geležies geležies, kuri rūgščioje terpėje sudaro raudoną kompleksą su titrantu;
- Fajanso metodas, apimantis titravimą su adsorbcijos indikatoriais;
- Gay-Lussac metodas, kai CTT nustatoma pagal tirpalo skaidrumą arba drumstumą.
Pastarasis metodas pastaruoju metu beveik nenaudojamas.
Titravimo metodai
Titravimas klasifikuojamas ne tik pagal pagrindinę reakciją, bet ir pagal vykdymo būdą. Remiantis šia savybe, išskiriami šie tipai:
- tiesioginis;
- atvirkštinis;
- pakaito titravimas.
Pirmasis atvejis naudojamas tik idealiomis reakcijos sąlygomis. Titrantas įpilamas tiesiai į nustatomą medžiagą. Taigi naudojant EDTA nustatomas magnis, kalcis, varis, geležis ir dar apie 25 metalai. Tačiau kitais atvejais dažnai naudojami sudėtingesni metodai.
Atgalinis titravimas
Ne visada įmanoma rasti idealią reakciją. Dažniausiai tai vyksta lėtai arba sunku rasti titravimo pabaigos taško nustatymo metodą, arba tarp produktų susidaro lakieji junginiai, dėl kurių iš dalies prarandama analitė. Šiuos trūkumus galima pašalinti naudojant atgalinio titravimo metodą. Norėdami tai padaryti, į nustatomą medžiagą įpilama daug titranto, kad reakcija vyktų iki galo, o tada nustatoma, kiek tirpalo lieka nesureagavusio. Tam likęs pirmosios reakcijos titras (T 1) titruojamas kitu tirpalu (T 2), o jo kiekis nustatomas pagal tūrių ir koncentracijų sandaugų skirtumą dviejose reakcijose: C T1 V T 1 -C T 2 V T 2.
Mangano dioksidas nustatomas naudojant atvirkštinį titrimetrinį analizės metodą. Jo reakcija su geležies sulfatu vyksta labai lėtai, todėl druskos imamas perteklius ir reakcija paspartinama kaitinant. Nesureagavęs geležies jonų kiekis titruojamas kalio dichromatu.
Pakaito titravimas
Nestechiometrinės arba lėtos reakcijos atveju naudojamas pakaitalų titravimas. Jo esmė ta, kad nustatomai medžiagai parenkama stechiometrinė reakcija su pagalbiniu junginiu, po kurios reakcijos produktas titruojamas.
Būtent tai daroma nustatant dichromatą. Į jį pridedama kalio jodido, todėl išsiskiria jodo kiekis, atitinkantis nustatomą medžiagą, kuri vėliau titruojama natrio tiosulfatu.
Taigi titrimetrinė analizė leidžia nustatyti kiekybinį įvairių medžiagų kiekį. Žinodami jų savybes ir reakcijų ypatybes, galite pasirinkti optimalų metodą ir titravimo metodą, kuris duos aukšto tikslumo rezultatus.
Įvadas
Laboratorinis seminaras vykdomas išklausius teorinį kursą „Analitinė chemija ir fizikinė cheminė analizė“ ir skirtas įgytoms žinioms įtvirtinti ir pagilinti.
Kiekybinės analizės uždavinys – nustatyti elementų (jonų), radikalų, funkcinių grupių, junginių ar fazių kiekį (turinį) analizuojamame objekte. Šis kursas apima pagrindinius titrimetrinės (tūrinės) analizės metodus, titravimo metodus ir jų praktinį pritaikymą.
Prieš pradėdami laboratorinius darbus, mokiniai supažindinami su saugos instrukcijomis. Prieš atlikdamas kiekvieną darbą, studentas turi išlaikyti koliokviumą apie dėstytojo nurodytus skyrius, taip pat apie analizės metodiką. Norėdami tai padaryti, jums reikia:
1) pakartokite atitinkamą kurso dalį;
2) išsamiai susipažinti su darbo metodika;
3) sudaro cheminių reakcijų lygtis, kurios yra atliekamos cheminės analizės pagrindas;
4) ištirti analizės ypatybes saugos požiūriu.
Remdamiesi savo darbo rezultatais, studentai parengia ataskaitą, kurioje turėtų būti nurodyta:
· darbo pavadinimas;
· Tikslas;
· metodo teoriniai pagrindai: metodo esmė, pagrindinė lygtis, skaičiavimai ir titravimo kreivių sudarymas, indikatoriaus pasirinkimas;
· darbo metu naudojami reagentai ir įranga;
· analizės technika:
Pirminių standartų rengimas;
Darbinio sprendimo paruošimas ir standartizavimas;
Bandomosios medžiagos kiekio tirpale nustatymas;
· eksperimentiniai duomenys;
· statistinis analizės rezultatų apdorojimas;
· išvados.
TITRIMETRINĖS ANALIZĖS METODAI
Titrimetrinis analizės metodas yra pagrįstas tiksliai žinomos koncentracijos reagento (titranto), sunaudoto cheminei reakcijai su nustatoma medžiaga, tūrio matavimu.
Nustatymo procedūra (titravimas) susideda iš titranto lašinimo į tiksliai žinomą analitės tirpalo tūrį, kurio koncentracija nežinoma, iš biuretės, kol pasiekiamas lygiavertiškumo taškas.
Kur X– nustatytina medžiaga; R- titrantas, P– reakcijos produktas.
Lygiavertiškumo taškas (t. y.)- tai teorinė tirpalo būsena, kuri atsiranda pridedant ekvivalentinį titranto kiekį Rį analitę X. Praktikoje titruotojas dedamas į analitę tol, kol pasiekia galutinį titravimo tašką (e.t.t.), kuris vizualiai suprantamas lygiavertiškumo taško nurodymu, kai pasikeičia į tirpalą įdėto indikatoriaus spalva. Be vizualinės indikacijos, lygiavertiškumo taškas gali būti registruojamas instrumentinėmis priemonėmis. Šiuo atveju titravimo pabaigos taškas (titravimo pabaigos taškas) suprantamas kaip titravimo proceso metu išmatuoto fizikinio dydžio (srovės stiprumo, potencialo, elektrinio laidumo ir kt.) staigaus pokyčio momentas.
Taikant titrimetrinį analizės metodą naudojamos šios cheminių reakcijų rūšys: neutralizacijos reakcijos, oksidacijos-redukcijos reakcijos, nusodinimo reakcijos ir kompleksavimo reakcijos.
Priklausomai nuo naudojamos cheminės reakcijos tipo, išskiriami: Titrimetrinės analizės metodai:
– rūgščių-šarmų titravimas;
– kritulių titravimas;
– kompleksometrinis titravimas arba kompleksometrija;
– redokso titravimas arba redoksimetrija.
Titrimetriniu analizės metodu naudojamoms reakcijoms reikia: reikalavimai:
· reakcija turi vykti stechiometriniais santykiais, be šalutinių reakcijų;
· reakcija turi vykti beveik negrįžtamai (≥ 99,9%), reakcijos pusiausvyros konstanta K p >10 6, susidariusios nuosėdos turi būti tirpios S < 10 -5 моль/дм 3 , а образующиеся комплексы – К уст > 10 -6 ;
· reakcija turi vykti pakankamai dideliu greičiu;
· reakcija turi vykti kambario temperatūroje;
· lygiavertiškumo taškas turi būti kokiu nors būdu aiškiai ir patikimai nustatytas.
Titravimo metodai
Taikant bet kurį titrimetrinės analizės metodą, yra keli titravimo metodai. Išskirti titravimas pirmyn, atgalinis titravimas ir poslinkio titravimas .
Tiesioginis titravimas– titrantas lašinamas į analitės tirpalą, kol pasiekiamas ekvivalentiškumo taškas.
Titravimo schema: X + R = P.
Tiesioginio titravimo ekvivalentų dėsnis:
C (1/ z) X V X = C (1/ z) R VR . (2)
Tiriamajame tirpale esančios analitės kiekis (masė) apskaičiuojamas pagal ekvivalentų dėsnį (tiesioginiam titravimui)
m X = C (1/z)R VR M (1/z) X٠10 -3 , (3)
Kur C (1/z) R– titranto ekvivalento molinė koncentracija, mol/dm 3 ;
V R– titranto tūris, cm3;
M ( 1/ z) X– nustatomos medžiagos ekvivalento molinė masė;
C (1/z) X– analitės ekvivalento molinė koncentracija, mol/dm 3 ;
V X– nustatomos medžiagos tūris, cm3.
Atgalinis titravimas– naudojami du titratai. Iš pradžių
Tikslus pirmojo titranto tūris pridedamas prie analizuojamo tirpalo ( R 1), paimta per daug. Likusi nesureagavusio titranto R1 dalis titruojama antruoju titrantu ( R 2). Titruojantis kiekis R 1, praleido
sąveikai su analitimi ( X) nustatomas pagal skirtumą tarp pridėto titranto tūrio R 1 (V 1) ir titravimo tūrį R 2 (V 2) išleista likusiam titravimui titruoti R 1.
Titravimo schema: X + R 1 fiksuotas perteklius = P 1 (R 1 priminimas).
R 1 likutis + R 2 = P2.
Naudojant atgalinį titravimą, ekvivalentų dėsnis rašomas taip:
Atgalinio titravimo atveju analitės masė apskaičiuojama pagal formulę
Atvirkštinis titravimo metodas naudojamas tais atvejais, kai tiesioginei reakcijai neįmanoma parinkti tinkamo indikatoriaus arba ji vyksta su kinetiniais sunkumais (mažas cheminės reakcijos greitis).
Titravimas pakeičiant (netiesioginis titravimas)– naudojamas tais atvejais, kai tiesioginis arba atvirkštinis analitės titravimas neįmanomas arba sunkus arba kai nėra tinkamo indikatoriaus.
Analitei X pridėti šiek tiek reagento A perteklius, sąveikaujant su kuriuo išsiskiria lygiavertis medžiagos kiekis R. Tada reakcijos produktas R titruoti tinkamu titrantu R.
Titravimo schema: X + A perteklius = P1.
P 1 + R = P2.
Titravimo pakeitimu ekvivalentų dėsnis parašytas taip:
Kadangi analitės ekvivalentų skaičius yra X ir reakcijos produktas R yra vienodi, analitės masės apskaičiavimas netiesioginio titravimo atveju apskaičiuojamas pagal formulę
m X = C (1/z) R VR M (1/z) X٠10 -3 . (7)
Reagentai
1. Gintaro rūgštis H 2 C 4 H 4 O 4 (reagento klasė) – pirminis standartas.
2. Natrio hidroksido NaOH tirpalas, kurio molinė koncentracija
~2,5 mol/dm 3
3. H 2 O distiliuotas.
Įranga mokiniai aprašo patys.
Darbo eiga:
1. Pirminio gintaro rūgšties etalono HOOCCH 2 CH 2 COOH paruošimas.
Gintaro rūgštis paruošiama 200,00 cm 3 tūrio, kurio molinė koncentracija yra lygiavertė 
mol/dm 3 .
g/mol.
Reakcijos lygtis:
Mėginio ėmimas (svėrimas):
Prikabinimo svoris
Pasverta kiekybiškai perkeliama į matavimo kolbą ( 
cm 3), įpilkite 50–70 cm 3 distiliuoto vandens, maišykite, kol gintaro rūgštis visiškai ištirps, sureguliuokite iki žymės distiliuotu vandeniu.
ir gerai išmaišyti.
pasikliaukite
pagal formulę
Reagentai
1. Natrio karbonatas Na 2 CO 3 (reagento klasė) – pirminis standartas.
2. H 2 O distiliuotas.
3. Druskos rūgšties HCl koncentracija 1:1 (r=1,095 g/cm3).
4. Rūgščių-šarmų indikatorius (parenkamas pagal titravimo kreivę).
5. Mišrus indikatorius – metiloranžinė ir metileno mėlyna.
Darbo eiga:
1. Pirminio etaloninio natrio karbonato (Na 2 CO 3) paruošimas.
Paruošiamas 200,00 cm 3 tūrio natrio karbonato tirpalas, kurio molinė koncentracija yra lygiavertė 
mol/dm 3 .
Mėginio masės apskaičiavimas, g: (masė imama ketvirtos dešimtosios tikslumu).
Reakcijų lygtys:
1) Na 2 CO 3 + HCl = NaHCO 3 + NaCl
2) NaHCO 3 + HCl = NaCl + H 2 O + CO 2
_____________________________________
Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O + CO 2
H2CO3 – silpna rūgštis (K a1= 10 -6,35, K a2 = 10 -10,32).
Mėginio ėmimas (svėrimas):
Laikrodžio stiklo svoris (stiklas)
Laikrodžio stiklo (stiklo) svoris su svoriu
Prikabinimo svoris
Pasverta kiekybiškai perkeliama į matavimo kolbą ( cm 3), įpilkite 50 - 70 cm 3 distiliuoto vandens, maišykite, kol natrio karbonatas visiškai ištirps, sureguliuokite iki žymės distiliuotu vandeniu.
ir gerai išmaišyti.
Faktinė pirminio etalono koncentracija pasikliaukite
pagal formulę
2. Titranto (HCl tirpalo) paruošimas ir standartizavimas
Paruošiamas maždaug 500 cm3 tūrio druskos rūgšties tirpalas
kurių molinės koncentracijos ekvivalentas yra maždaug 0,05÷0,06 mol/dm 3)
Titruojantis - iš druskos rūgšties, praskiestos santykiu 1:1 (r = 1,095 g/cm 3), ruošiamas maždaug 0,05 mol/dm 3 koncentracijos druskos rūgšties tirpalas.
Sprendimo standartizavimas HCl yra atliekamas pagal pirminį etaloną Na 2 CO 3 tiesioginiu titravimu, naudojant pipetavimo metodą.
Indikatorius parenkamas pagal natrio karbonato titravimo vandenilio chlorido rūgštimi kreivę (4 pav.).
Ryžiai. 4. Titravimo kreivė 100,00 cm 3 Na 2 CO 3 tirpalo su SU= 0,1000 mol/dm 3 HCl tirpalo su C 1/ z= 0,1000 mol/dm3
Titruojant iki antrojo ekvivalentiškumo taško, naudokite indikatorių metiloranžinė, 0,1 % vandeninis tirpalas (pT = 4,0). Spalvos pasikeitimas iš geltonos į oranžinę (arbatos rožių spalva). Perėjimo intervalas
(pH = 3,1 – 4,4).
3 schema. HCl tirpalo standartizavimas
Į 250 cm 3 talpos kūginę titravimo kolbą supilkite 25,00 cm 3 standartinio Na 2 CO 3 tirpalo alikvotinę dalį (pipete), įlašinkite 2–3 lašus metilo apelsino, praskieskite vandeniu iki 50–75 cm 3 ir titruokite druskos rūgšties tirpalu, kol spalva pasikeis nuo geltonos iki „arbatos rožės“ su vienu lašeliu titranto. Titruojama dalyvaujant „liudininkui“ (pradinis Na 2 CO 3 tirpalas su indikatoriumi). Titravimo rezultatai įrašyti lentelėje. 4. Druskos rūgšties koncentracija nustatoma pagal ekvivalentų dėsnį: .
4 lentelė
Druskos rūgšties tirpalo standartizavimo rezultatai
Užduotys
1. Suformuluokite ekvivalento sąvoką rūgščių ir šarmų reakcijose. Apskaičiuokite sodos ir fosforo rūgšties ekvivalentus šiose reakcijose:
Na 2 CO 3 + HCl = NaHCO 3 + NaCl
Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + CO 2 + H 2 O
H 3 PO 4 + NaOH = NaH 2 PO 4 + H 2 O
H 3 PO 4 + 2 NaOH = Na 2 HPO 4 + H 2 O
H 3 PO 4 + 3NaOH = Na 3 PO 4 + 3H 2 O
2. Parašykite reakcijos lygtis tarp druskos rūgšties, sieros rūgšties, natrio hidroksido, aliuminio hidroksido, natrio karbonato, kalio bikarbonato ir apskaičiuokite šių medžiagų ekvivalentinę masę.
3. Nubraižykite 100,00 cm 3 druskos rūgšties, kurios molinė koncentracija lygi 0,1 mol/dm 3, titravimo kreivę su natrio hidroksidu, kurio molinė koncentracija lygi 0,1 mol/dm 3. Pasirinkite galimus rodiklius
4. Nubraižykite 100,00 cm 3 akrilo rūgšties (CH 2 = CHCOOH, pK) titravimo kreivę a= 4,26) su molinės koncentracijos ekvivalentu
0,1 mol/dm 3 natrio hidroksidas, kurio molinės koncentracijos ekvivalentas
0,1 mol/dm3. Kaip keičiasi tirpalo sudėtis titruojant? Pasirinkite galimus rodiklius ir apskaičiuokite titravimo indikatoriaus paklaidą.
5. Nubraižykite hidrazino titravimo kreivę (N 2 H 4 + H 2 O, pK b= 6,03)
kurių molinė koncentracija lygi 0,1 mol/dm 3 druskos rūgšties
kurių molinė koncentracija lygi 0,1 mol/dm 3 . Kokie yra panašumai
o pH skaičiavimų ir titravimo kreivės skirtumas lyginant su silpnos rūgšties su šarmu titravimo kreive? Pasirinkite galimus rodiklius
ir apskaičiuokite indikatoriaus titravimo paklaidą.
6. Apskaičiuokite aktyvumo koeficientus ir aktyviųjų jonų koncentracijas
0,001 M aliuminio sulfato, 0,05 M natrio karbonato, 0,1 M kalio chlorido tirpale.
7. Apskaičiuokite 0,20 M metilamino tirpalo pH, jei jo jonizacija vandeniniame tirpale aprašyta lygtimi
B + H 2 O = BH + + OH - , K b= 4,6 × 10 - 3, kur B yra bazė.
8. Apskaičiuokite hipochlorinės rūgšties HOCl disociacijos konstantą, jei 1,99 × 10 - 2 M tirpalo pH = 4,5.
9. Apskaičiuokite pH tirpalo, kuriame yra 6,1 g/mol glikolio rūgšties (CH 2 (OH)COOH, K A= 1,5 × 10 - 4).
10. Apskaičiuokite pH tirpalo, gauto sumaišius 40 ml 0,015 M druskos rūgšties tirpalo su:
a) 40 ml vandens;
b) 20 ml 0,02 M natrio hidroksido tirpalo;
c) 20 ml 0,02 M bario hidroksido tirpalo;
d) 40 ml 0,01 M hipochloro rūgšties tirpalo, K A=5,0 × 10 - 8.
11. Apskaičiuokite acetato jonų koncentraciją acto rūgšties tirpale
kurios masės dalis yra 0,1%.
12. Apskaičiuokite amonio jonų koncentraciją amoniako tirpale, kurio masės dalis yra 0,1%.
13. Apskaičiuokite natrio karbonato mėginio masę, reikalingą 250,00 ml 0,5000 M tirpalo paruošti.
14. Apskaičiuokite vandenilio chlorido rūgšties tirpalo, kurio molinė koncentracija lygi 11 mol/l, tūrį ir vandens tūrį, kurio reikia paimti 500 ml 0,5 M druskos rūgšties tirpalo paruošti.
15. 0,15 g metalinio magnio ištirpinta 300 ml 0,3 % druskos rūgšties tirpalo. Apskaičiuokite vandenilio, magnio ir chloro jonų molinę koncentraciją gautame tirpale.
16. Sumaišius 25,00 ml sieros rūgšties tirpalo su bario chlorido tirpalu, gaunama 0,2917 g bario sulfato. Nustatomas sieros rūgšties tirpalo titras.
17. Apskaičiuokite sureagavusio kalcio karbonato masę
su 80,5 mmol druskos rūgšties.
18. Kiek gramų reikia pridėti mononatrio fosfato?
iki 25,0 ml 0,15 M natrio hidroksido tirpalo, kad gautumėte tirpalą, kurio pH = 7? Dėl fosforo rūgšties pK a1= 2,15; pK a2= 7,21; pK a3 = 12,36.
19. Norint titruoti 1,0000 g rūkančios sieros rūgšties, kruopščiai atskiestos vandeniu, sunaudojama 43,70 ml 0,4982 M natrio hidroksido tirpalo. Yra žinoma, kad rūkančioje sieros rūgštyje yra sieros anhidrido, ištirpinto bevandenėje sieros rūgštyje. Apskaičiuokite sieros anhidrido masės dalį dūmuojančioje sieros rūgštyje.
20. Absoliuti paklaida matuojant tūrį naudojant biuretę yra 0,05 ml. Apskaičiuokite santykinę tūrių matavimo paklaidą 1; 10 ir 20 ml.
21. Tirpalas ruošiamas 500,00 ml talpos matavimo kolboje
iš 2,5000 g natrio karbonato mėginio. Apskaičiuoti:
a) molinė tirpalo koncentracija;
b) molinė ekvivalento koncentracija (½ Na 2 CO 3);
c) tirpalo titras;
d) druskos rūgšties titras.
22. Koks yra 10% natrio karbonato tirpalo tūris, kurio tankis
Paruošimui reikia paimti 1,105 g/cm 3:
a) 1 litras tirpalo, kurio titras TNa 2 CO 3 = 0,005000 g/cm 3 ;
b) 1 litras tirpalo su TNa 2 CO 3 /HCl = 0,003000 g/cm 3?
23. Kokio tūrio druskos rūgšties, kurios masės dalis yra 38,32 %, o tankis 1,19 g/cm3, reikia paruošti 1500 ml 0,2 M tirpalo?
24. Kokį tūrį vandens reikia įpilti į 1,2 l 0,25 M HCl, kad būtų paruoštas 0,2 M tirpalas?
25. Iš 100 g techninio natrio šarmo, kuriame yra 3 % natrio karbonato ir 7 % indiferentinių priemaišų, paruoštas 1 litras tirpalo. Apskaičiuokite gauto šarminio tirpalo molinę koncentraciją ir druskos rūgšties titrą, darant prielaidą, kad natrio karbonatas titruojamas iki anglies rūgšties.
26. Yra mėginys, kuriame gali būti NaOH, Na 2 CO 3, NaHCO 3 arba šių junginių mišinys, sveriantis 0,2800 g Mėginys ištirpintas vandenyje.
Gautam tirpalui titruoti esant fenolftaleinui sunaudojama 5,15 ml, o esant metilo apelsinui - 21,45 ml druskos rūgšties, kurios molinės koncentracijos ekvivalentas yra 0,1520 mol/l. Nustatykite mėginio sudėtį ir komponentų masės dalis mėginyje.
27. Nubraižykite titravimo kreivę 100,00 cm 3 0,1000 M amoniako tirpalui su 0,1000 M druskos rūgšties tirpalu, pagrįskite indikatoriaus pasirinkimą.
28. Apskaičiuokite ekvivalentinio taško pH, 100,00 cm 3 0,1000 M malono rūgšties tirpalo (HOOCCH 2 COOH) titravimo 0,1000 M natrio hidroksido tirpalu (pK) pradžią ir pabaigą. a 1=1,38; rK a 2=5,68).
29. Titruojant 25,00 cm 3 natrio karbonato tirpalo, kurio molinės koncentracijos ekvivalentas yra 0,05123 mol/dm 3, reikėjo 32,10 cm 3 druskos rūgšties. Apskaičiuokite molinę druskos rūgšties ekvivalento koncentraciją.
30. Kiek ml reikia įpilti 0,1 M amonio chlorido tirpalo
iki 50,00 ml 0,1 M amoniako tirpalo, kad susidarytų buferinis tirpalas
kai pH = 9,3.
31. Sieros ir fosforo rūgščių mišinys supiltas į 250,00 cm 3 matavimo kolbą. Titravimui buvo paimti du 20,00 cm 3 mėginiai, vienas titruotas natrio hidroksido tirpalu, kurio molinė koncentracija buvo lygiavertė.
0,09940 mol/dm 3 su metiloranžiniu indikatoriumi, o antrasis su fenolftaleinu. Pirmuoju atveju natrio šarmo suvartojimas buvo 20,50 cm 3 , o antruoju - 36,85 cm 3 . Nustatykite sieros ir fosforo rūgščių masę mišinyje.
Kompleksometrijoje
Iki lygiavertiškumo taško =( C M V M – C EDTA V EDTA)/( V M+ V EDTA). (21)
Ekvivalencijos taške = 
. (22)
Po lygiavertiškumo taško = 
. (23)
Fig. 9 paveiksle parodytos kalcio jonų titravimo kreivės buferiniuose tirpaluose su skirtingomis pH vertėmis. Matyti, kad Ca 2+ titruoti galima tik esant pH ³ 8.
Reagentai
2. H 2 O distiliuotas.
3. Mg(II) etaloninis molinės koncentracijos tirpalas
0,0250 mol/dm3.
4. Amoniako buferis, kurio pH = 9,5.
5. Kalio hidroksido KOH tirpalas, kurio masės dalis yra 5%.
6. Eriochromo juodas T, indikatorinis mišinys.
7. Kalcon, indikatorinis mišinys.
Teoriniai metodo pagrindai:
Metodas pagrįstas Ca 2+ ir Mg 2+ jonų sąveika su etilendiaminotetraacto rūgšties dinatrio druska (Na 2 H 2 Y 2 arba Na-EDTA) susidarant stabiliems kompleksams moliniu santykiu M:L=1 :1 tam tikrame pH diapazone.
Ekvivalentiškumo taškui nustatyti, nustatant Ca 2+ ir Mg 2+, naudojamas kalkonas ir eriochromo juodasis T.
Ca 2+ nustatymas atliekamas esant pH ≈ 12, o Mg 2+ yra
tirpale magnio hidroksido nuosėdų pavidalu ir nėra titruojamas EDTA.
Mg 2+ + 2OH - = Mg(OH) 2 ↓
Ca 2+ + Y 4- « CaY 2-
Esant pH ≈ 10 (amoniako buferinis tirpalas), Mg 2+ ir Ca 2+ yra
tirpale jonų pavidalu ir pridėjus EDTA titruojami kartu.
Ca 2+ + HY 3- « CaY 2- + H +
Mg 2+ + HY 3- « MgY 2- +H +
Norint nustatyti EDTA tūrį, sunaudotą Mg 2+ titruojant,
iš bendro tūrio, sunaudoto mišiniui titruoti, kai pH ≈ 10, atimkite Ca 2+ titravimui naudotą tūrį, kai pH ≈ 12.
Norėdami sukurti pH ≈ 12, naudokite 5% KOH tirpalą
pH ≈ 10, naudokite amoniako buferinį tirpalą (NH 3 × H 2 O + NH 4 Cl).
Darbo eiga:
1. Titruojančio EDTA tirpalo (Na 2 H 2 Y) standartizavimas
Paruošiamas EDTA tirpalas, kurio apytikslė koncentracija yra 0,025 M
iš ≈ 0,05 M tirpalo, skiedžiant jį distiliuotu vandeniu 2 kartus. Norėdami standartizuoti EDTA, naudokite standartinį MgSO 4 tirpalą
kurių koncentracija 0,02500 mol/dm3.
Schema 5. Titranto - EDTA tirpalo standartizavimas
Į 250 cm 3 talpos kūginę titravimo kolbą įpilkite 20,00 cm 3 etaloninio MgSO 4 tirpalo, kurio koncentracija 0,02500 mol/dm 3, įpilkite ~ 70 cm 3 distiliuoto vandens, ~ 10 cm 3 amoniako buferinio tirpalo. kurių pH ~ 9,5–10 ir įpilkite indikatoriaus eriochromo juodo T apie 0,05 g
(mentelės gale). Tokiu atveju tirpalas pasidaro vyno raudonumo. Kolboje esantis tirpalas lėtai titruojamas EDTA tirpalu, kol spalva pasikeičia iš vyno raudonos į žalią. Titravimo rezultatai įrašyti lentelėje. 6. EDTA koncentracija nustatoma pagal ekvivalentų dėsnį: 
.
6 lentelė
EDTA tirpalo standartizavimo rezultatai
2. Ca 2+ kiekio nustatymas
Ca 2+ titravimo kreivės EDTA tirpalu esant pH=10 ir pH=12 sudaromos nepriklausomai.
Problemos sprendimas matavimo kolboje užpilamas iki žymės distiliuotu vandeniu ir gerai išmaišomas.
6 schema. Ca 2+ kiekio nustatymas tirpale
25,00 cm 3 tiriamojo tirpalo alikvotinė dalis, kurioje yra kalcio ir magnio, dedama į 250 cm 3 talpos kūginę titravimo kolbą, įpilama ~ 60 cm 3 vandens, ~ 10 cm 3 5 % KOH tirpalo. Susidarius amorfinėms Mg(OH) 2↓ nuosėdoms, į tirpalą įpilama apie 0,05 g kalkinio indikatoriaus (mentele) ir lėtai titruojama EDTA tirpalu, kol spalva pasikeičia iš rausvos į šviesiai mėlyną. . Titravimo rezultatai ( V 1) įrašyti į 7 lentelę.
7 lentelė
| Patirtis Nr. | EDTA tūris, cm 3 | Ca 2+ kiekis tirpale, g | |
| 25,00 |  |
||
| 25,00 | |||
| 25,00 | |||
| 25,00 | |||
| 25,00 |
3. Mg 2+ kiekio nustatymas
Mg 2+ titravimo kreivė su EDTA tirpalu pH=10 sudaroma nepriklausomai.
7 schema. Mg 2+ kiekio nustatymas tirpale
25,00 cm 3 tiriamojo tirpalo, kuriame yra kalcio ir magnio, alikvotinė dalis dedama į 250 cm 3 talpos kūginę titravimo kolbą, ~ 60 cm 3 distiliuoto vandens, ~ 10 cm 3 amoniako buferinio tirpalo, kurio pH ~ 9,5– Pridedama 10 ir įpilama indikatoriaus eriochromo juodo T apie 0,05 g
(mentelės gale). Tokiu atveju tirpalas pasidaro raudono vyno. Kolboje esantis tirpalas lėtai titruojamas EDTA tirpalu, kol spalva pasikeičia iš vyno raudonos į žalią. Titravimo rezultatai ( V 2) įrašytas į lentelę. 8.
8 lentelė
Tirpalo, kuriame yra kalcio ir magnio, titravimo rezultatai
| Patirtis Nr. | Tiriamojo tirpalo tūris, cm 3 | EDTA kiekis, V∑, cm3 | Mg 2+ kiekis tirpale, g |
| 25,00 | |||
| 25,00 | |||
| 25,00 | |||
| 25,00 | |||
| 25,00 |
Reagentai
1. EDTA tirpalas, kurio molinė koncentracija ~ 0,05 mol/dm 3.
2. Standartinis Cu(II) tirpalas, kurio titras 2,00×10 -3 g/dm 3 .
3. H 2 O distiliuotas.
4. Amoniako buferis, kurio pH ~ 8 – 8,5.
5. Murexidas, indikatorinis mišinys.
Užduotys
1. Apskaičiuokite EDTA α 4 esant pH=5, jei EDTA jonizacijos konstantos yra tokios: K 1 =1,0·10 -2, K 2 =2,1·10 -3, K 3 =6,9·10 -7, K 4 =5,5·10 -11.
2. Nubraižykite 25,00 ml 0,020 M nikelio tirpalo su 0,010 M EDTA tirpalu, kai pH = 10, titravimo kreivę, jei stabilumo konstanta
K NiY = 10 18,62. Apskaičiuokite p pridėjus 0,00; 10.00 val.; 25.00 val.; 40.00; 50,00 ir 55,00 ml titravimo.
3. 50,00 ml tirpalo, kuriame yra kalcio jonų, titravimui
ir magnio, prireikė 13,70 ml 0,12 M EDTA tirpalo esant pH=12 ir 29,60 ml esant pH=10. Išreikškite kalcio ir magnio koncentracijas tirpale mg/ml.
4. Analizuojant 1 litrą vandens, rasta 0,2173 g kalcio oksido ir 0,0927 g magnio oksido. Apskaičiuokite, koks tūris 0,0500 mol/l koncentracijos EDTA buvo išleistas titruojant.
5. Titruoti 25,00 ml etaloninio tirpalo, kuriame yra 0,3840 g magnio sulfato, buvo sunaudota 21,40 ml Trilono B tirpalo. Apskaičiuokite šio tirpalo titrą kalcio karbonatui ir jo molinę koncentraciją.
6. Remdamiesi toliau pateiktomis metalų kompleksonatų susidarymo konstantomis (stabilumu), įvertinkite metalo jonų kompleksometrinio titravimo galimybę esant pH = 2; 5; 10; 12.
7. Titruojant 0,01 M Ca 2+ tirpalą 0,01 M EDTA tirpalu, kai pH = 10, stabilumo konstanta K CaY = 10 10.6. Apskaičiuokite, kokia turėtų būti metalo komplekso su indikatoriumi sąlyginė stabilumo konstanta, kai pH=10, jei = titravimo pabaigos taške.
8. Kompleksometriniam titravimui naudojamo indikatoriaus rūgšties jonizacijos konstanta yra 4,8·10 -6. Apskaičiuokite rūgščių ir šarminių formų kiekį indikatoriuje, kai pH = 4,9, jei jo bendra koncentracija tirpale yra 8,0·10 -5 mol/l. Nustatykite galimybę naudoti šį indikatorių titruojant tirpalą
kai pH = 4,9, jei jo rūgšties formos spalva atitinka komplekso spalvą.
9. Aliuminio kiekiui mėginyje nustatyti buvo ištirpintas 550 mg mėginys ir įpilta 50,00 ml 0,05100 M kompleksono III tirpalo. Pastarojo perteklius titruojamas 14,40 ml 0,04800 M cinko(II) tirpalo. Apskaičiuokite aliuminio masės dalį mėginyje.
10. Ardant kompleksą, kuriame yra bismuto ir jodido jonų, pastarieji titruojami Ag(I), o bismutas – kompleksonu III.
Tirpalui, kuriame yra 550 mg mėginio, titruoti reikia 14,50 ml 0,05000 M kompleksono III tirpalo, o jodido jonų, esančių 440 mg mėginio, titravimui, reikia 23,25 ml 0,1000 M Ag(I) tirpalo. Apskaičiuokite bismuto koordinacinį skaičių komplekse, jei jodido jonai yra ligandas.
11.
0,3280 g masės mėginys, kuriame yra Pb, Zn, Cu, buvo ištirpintas
ir perkeliama į 500,00 cm 3 matavimo kolbą. Nustatymas buvo atliktas trimis etapais:
a) 10,00 cm 3 tūrio tirpalo, kuriame yra Pb, Zn, Cu, pirmajai porcijai titruoti buvo išleista 37,50 cm 3 0,0025 M EDTA tirpalo; b) antroje 25,00 cm 3 tūrio dalyje Cu buvo užmaskuotas, o Pb ir Zn titravimui panaudota 27,60 cm 3 EDTA; c) trečioje 100,00 cm 3 tūrio dalyje buvo užmaskuotas Zn
ir Cu, 10,80 cm3 EDTA buvo išleista Pb titravimui. Nustatykite Pb, Zn, Cu masės dalį mėginyje.
Titravimo kreivės
Redoksmetrijoje titravimo kreivės brėžiamos koordinatėmis E = f(C R),
jie grafiškai iliustruoja sistemos potencialo pasikeitimą titravimo proceso metu. Prieš lygiavertiškumo tašką sistemos potencialas apskaičiuojamas pagal analitės oksiduotų ir redukuotų formų koncentracijų santykį (nes iki ekvivalentiškumo taško vienos iš titruojančių formų praktiškai nėra), po lygiavertiškumo taško - pagal titranto oksiduotų ir redukuotų formų koncentracijų santykis (nes po lygiavertiškumo taško analitė titruojama beveik visiškai).
Potencialas lygiavertiškumo taške nustatomas pagal formulę
, (26)
kur yra pusinės reakcijose dalyvaujančių elektronų skaičius;
– pusinių reakcijų standartiniai elektrodų potencialai.
Fig. 10 paveiksle pavaizduota oksalo rūgšties H 2 C 2 O 4 tirpalo su kalio permanganato KMnO 4 tirpalu rūgštinėje terpėje titravimo kreivė
( = 1 mol/dm3).
Ryžiai. 10. Titravimo kreivė 100,00 cm 3 oksalo tirpalui
rūgštys H 2 C 2 O 4 s C 1/ z= 0,1000 mol/dm 3 permanganato tirpalas
kalio KMnO 4 s C 1/ z= 0,1000 mol/dm 3 esant = 1 mol/dm 3
Pusinės reakcijos potencialas MnO 4 - + 5 e+ 8H + → Mn 2+ + 4H 2 O priklauso nuo terpės pH, nes pusinėje reakcijoje dalyvauja vandenilio jonai.
Permanganatometrija
Titrantas yra kalio permanganato KMnO 4 tirpalas, kuris yra stiprus oksidatorius. Pagrindinė lygtis:
MnO4 - +8H + + 5e = Mn2+ + 4H2O, 
=+1,51 V.
M1/z (KMnO4) = 
g/mol.
Silpnai rūgščioje, neutralioje ir silpnai šarminėje aplinkoje dėl mažesnio redokso potencialo permanganato jonas redukuojasi iki Mn +4.
MnO 4 - +2H 2 O + 3e = MnO 2 ¯ + 4OH -, 
= +0,60 V.
M1/z (KMnO4) = 158,03/3 = 52,68 g/mol.
Šarminėje aplinkoje kalio permanganato tirpalas redukuojamas
iki Mn +6.
MnO 4 - + 1e = MnO 4 2-, 
= +0,558 V.
M1/z (KMnO4) = 158,03 g/mol.
Šalutinėms reakcijoms pašalinti titruojama kalio permanganatu rūgščioje aplinkoje, kuri sukuriama sieros rūgštimi. Nerekomenduojama naudoti druskos rūgšties terpei sukurti, nes kalio permanganatas gali oksiduoti chlorido jonus.
2Cl - – 2e = Cl 2, = +1,359 V.
Kalio permanganatas dažniausiai naudojamas tirpalo pavidalu.
kurių molinio ekvivalento koncentracija ~ 0,05 – 0,1 mol/dm 3 . Tai nėra pagrindinis standartas dėl to, kad vandeniniai kalio permanganato tirpalai gali oksiduoti vandenį ir jame esančias organines priemaišas:
4MnO4- + 2H2O = 4MnО 2¯+ 3O2 + 4OH -
Kalio permanganato tirpalų skilimas paspartėja esant mangano dioksidui. Kadangi mangano dioksidas yra permanganato skilimo produktas, šios nuosėdos turi autokatalizinis poveikis į skilimo procesą.
Tirpalams ruošti naudojamas kietas kalio permanganatas yra užterštas mangano dioksidu, todėl iš tikslaus mėginio paruošti tirpalo neįmanoma. Norint gauti pakankamai stabilų kalio permanganato tirpalą, ištirpinus KMnO 4 mėginį vandenyje, jis kelias dienas paliekamas tamsiame butelyje (arba virinamas), o po to MnO 2 atskiriamas filtruojant per stiklo filtras (popierinio filtro naudoti negalima, nes jis reaguoja su kalio permanganatu ir susidaro mangano dioksidas).
Kalio permanganato tirpalo spalva tokia intensyvi, kad
kad taikant šį metodą rodiklis nereikalingas. Kad 100 cm 3 vandens suteiktų pastebimą rausvą spalvą, pakanka 0,02 - 0,05 cm 3 KMnO 4 tirpalo.
kurių molinės koncentracijos ekvivalentas yra 0,1 mol/dm 3 (0,02 M). Kalio permanganato spalva titravimo pabaigoje yra nestabili ir palaipsniui keičia spalvą dėl permanganato pertekliaus sąveikos
su mangano (II) jonais, kurių galutiniame taške yra palyginti dideli kiekiai:
2MnO 4 - + 3Mn 2+ + 2H 2O « 5MnО 2 ¯ + 4H +
Darbinio sprendimo standartizavimas KMnO 4 atliekamas su natrio oksalatu arba oksalo rūgštimi (šviežiai perkristalizuota ir išdžiovinta 105°C temperatūroje).
Naudokite pirminių etalonų tirpalus su molinės koncentracijos ekvivalentu SU(½ Na 2 C 2 O 4) = 0,1000 arba 0,05000 mol/l.
C 2 O 4 2- – 2e ® 2CO 2, = -0,49 V
Siųsti savo gerą darbą žinių bazėje yra paprasta. Naudokite žemiau esančią formą
Studentai, magistrantai, jaunieji mokslininkai, kurie naudojasi žinių baze savo studijose ir darbe, bus jums labai dėkingi.
Paskelbta http://www.allbest.ru/
Planuoti
1. Kritulių titravimo esmė
2. Argentometrinis titravimas
3. Tiocianatometrinis titravimas
4. Kritulių titravimo taikymas
4.1 Standartizuoto sidabro nitrato tirpalo paruošimas
4.2 Standartizuoto amonio tiocianato tirpalo paruošimas
4.3 Chloro kiekio mėginyje nustatymas pagal Volhardą
4.4 Natrio trichloracetato kiekio nustatymas techniniame preparate
1. Kritulių esmėtitravimas
Taikant metodą derinami titrimetriniai nustatymai, pagrįsti blogai tirpių junginių susidarymo reakcijomis. Šiems tikslams tinka tik tam tikros reakcijos, kurios atitinka tam tikras sąlygas. Reakcija turi vykti griežtai pagal lygtį ir be šalutinių procesų. Susidariusios nuosėdos turi būti praktiškai netirpios ir gana greitai iškristi, nesusidarančios persotintų tirpalų. Be to, naudojant indikatorių būtina mokėti nustatyti titravimo galutinį tašką. Galiausiai adsorbcijos (bendras nusodinimo) reiškiniai titravimo metu turi būti išreikšti taip silpnai, kad nustatymo rezultatas nebūtų iškraipytas.
Atskirų nusodinimo būdų pavadinimai kilę iš naudojamų tirpalų pavadinimų. Metodas, kuriame naudojamas sidabro nitrato tirpalas, vadinamas argentometrija. Šiuo metodu nustatomas C1~ ir Br~ jonų kiekis neutralioje arba silpnai šarminėje terpėje. Tiocianatometrija pagrįsta amonio tiocianato NH 4 SCN (arba kalio KSCN) tirpalo naudojimu ir skirta nustatyti C1 ir Br~ pėdsakus, tačiau labai šarminiuose ir rūgštiniuose tirpaluose. Jis taip pat naudojamas sidabro kiekiui rūdose ar lydiniuose nustatyti.
Brangų argentometrinį halogenų nustatymo metodą palaipsniui keičia merkurometrinis metodas. Pastarajame naudojamas gyvsidabrio (I) nitrato Hg 2 (NO 3) 2 tirpalas.
Išsamiau panagrinėkime argentometrinį ir tiocianatometrinį titravimą.
2. Argentometrinis titravimas
Metodas pagrįstas C1~ ir Br~ jonų nusodinimo sidabro katijonais reakcija, susidarant blogai tirpiems halogenidams:
Cl-+Ag+=AgClb Br^- + Ag+= AgBr
Šiuo atveju naudojamas sidabro nitrato tirpalas. Jei tiriama medžiaga, kurioje yra sidabro, naudojamas natrio (arba kalio) chlorido tirpalas. titravimo tirpalo vaistas
Titravimo kreivės yra labai svarbios norint suprasti argentometrijos metodą. Kaip pavyzdį apsvarstykite 10,00 ml 0,1 N titravimo atvejį. 0,1 N natrio chlorido tirpalas. sidabro nitrito tirpalas (neatsižvelgiant į tirpalo tūrio pokyčius).
Prieš pradedant titruoti, chlorido jonų koncentracija tirpale yra lygi bendrai natrio chlorido koncentracijai, ty 0,1 mol/l arba = -lg lO-i = 1.
Į titruotą natrio chlorido tirpalą įpylus 9,00 ml sidabro nitrato tirpalo ir nusodinus 90% chlorido jonų, jų koncentracija tirpale sumažės 10 kartų ir taps lygi N0~ 2 mol/l, o pCl bus lygus. iki 2. Kadangi reikšmė nPAgci= IQ-10, sidabro jonų koncentracija bus:
10-yu/[C1-] = Yu-Yu/10-2 = 10-8 M ol/l, ARBA pAg = -- lg = -- IglO-s = 8.
Visi kiti taškai, skirti sudaryti titravimo kreivę, apskaičiuojami panašiai. Ekvivalentiškumo taške pCl=pAg= = 5 (žr. lentelę).
Lentelė pC\ ir pAg pokyčiai titruojant 10,00 ml 0,1 N. 0,1 N natrio chlorido tirpalas. sidabro nitrato tirpalas
|
buvo pridėtas AgNO 3 tirpalas, |
|||||
|
9,99 10,00 (lyg. taškas) 10,01 |
ju-4 ju-5 ju-6. |
ju- 6 ju- 5 ju-* |
|||
Šuolio intervalas argentometrinio titravimo metu priklauso nuo tirpalų koncentracijos ir nuosėdų tirpumo produkto vertės. Kuo mažesnė junginio PR reikšmė, gauta titruojant, tuo platesnis šuolio intervalas titravimo kreivėje ir tuo lengviau fiksuoti titravimo galinį tašką naudojant indikatorių.
Dažniausias argentometrinis chloro nustatymas yra Mohr metodas. Jo esmė yra tiesioginis skysčio titravimas sidabro nitrato tirpalu su indikatoriumi kalio chromatu, kol baltos nuosėdos pasidaro rudos.
Mohro metodo indikatorius - K2CrO 4 tirpalas su sidabro nitratu duoda raudonas sidabro chromato Ag 2 CrO 4 nuosėdas, tačiau nuosėdų tirpumas (0,65-10~ 4 E/l) yra daug didesnis nei sidabro tirpumas. chloridas (1,25X_X10~ 5 E/l ). Todėl titruojant sidabro nitrato tirpalu, kai yra kalio chromato, raudonos sidabro chromato nuosėdos atsiranda tik pridėjus Ag+ jonų perteklių, kai visi chlorido jonai jau yra nusodinti. Tokiu atveju į analizuojamą skystį visada pilamas sidabro nitrato tirpalas, o ne atvirkščiai.
Argentometrijos naudojimo galimybės yra gana ribotos. Jis naudojamas tik titruojant neutralius arba silpnai šarminius tirpalus (pH nuo 7 iki 10). Rūgščioje aplinkoje sidabro chromato nuosėdos ištirpsta.
Stipriai šarminiuose tirpaluose sidabro nitratas skyla, išskirdamas netirpus oksidą Ag 2 O. Metodas taip pat netinka tiriant tirpalus, kuriuose yra NH^ jonų, nes tokiu atveju susidaro amoniako kompleksas + su Ag + katijonu. tirpale neturėtų būti Ba 2+, Sr 2+, Pb 2+, Bi 2+ ir kitų jonų, kurie nusėda su kalio chromatu. Nepaisant to, argentometrija yra patogi analizuojant bespalvius tirpalus, kuriuose yra C1~ ir Br_ jonų.
3. Tiocianatometrinis titravimas
Tiocianatometrinis titravimas pagrįstas Ag+ (arba Hgl+) jonų nusodinimu tiocianatais:
Ag+ + SCN- = AgSCN|
Norint nustatyti, reikalingas NH 4 SCN (arba KSCN) tirpalas. Ag+ arba Hgi+ nustatomas tiesioginiu titravimu tiocianato tirpalu.
Tiocianatometrinis halogenų nustatymas atliekamas vadinamuoju Volhardo metodu. Jo esmė gali būti išreikšta diagramomis:
CI- + Ag+ (perteklius) -* AgCI + Ag+ (likutis), Ag+ (likutis) + SCN~-> AgSCN
Kitaip tariant, į skystį, kuriame yra C1~, pridedamas titruoto sidabro nitrato tirpalo perteklius. Tada AgNO 3 likutis atgal titruojamas tiocianato tirpalu ir apskaičiuojamas rezultatas.
Volhardo metodo indikatorius yra prisotintas NH 4 Fe(SO 4) 2 - 12H 2 O tirpalas. Nors titruotame skystyje yra Ag+ jonų, pridėti SCN~ anijonai yra susiję su AgSCN nuosėdų išsiskyrimu, tačiau nesąveikauja su Fe 3+ jonais. Tačiau po lygiavertiškumo taško menkiausias NH 4 SCN (arba KSCN) perteklius sukelia kraujo raudonųjų 2 + ir + jonų susidarymą. Dėl to galima nustatyti lygiavertį tašką.
Tiocianatometriniai nustatymai naudojami dažniau nei argentometriniai. Rūgščių buvimas netrukdo titruoti naudojant Volhardo metodą ir netgi padeda gauti tikslesnius rezultatus, nes rūgštinė aplinka slopina Fe druskos hidrolizę**. Metodas leidžia nustatyti C1~ joną ne tik šarmuose, bet ir rūgštyse. Nustatymui netrukdo Ba 2 +, Pb 2 +, Bi 3 + ir kai kurių kitų jonų buvimas. Tačiau jei tiriamame tirpale yra oksidatorių ar gyvsidabrio druskų, Volhardo metodo taikymas tampa neįmanomas: oksidatoriai sunaikina SCN-joną, o gyvsidabrio katijonas jį nusodina.
Šarminis tiriamasis tirpalas prieš titravimą azoto rūgštimi neutralizuojamas, kitaip į indikatorių įtraukti Fe 3 + jonai nusodins geležies (III) hidroksidą.
4. Kritulių titravimo taikymas
4.1 Standartizuoto sidabro nitrato tirpalo paruošimas
Pagrindiniai sidabro nitrato tirpalo standartizavimo standartai yra natrio arba kalio chloridai. Paruoškite etaloninį natrio chlorido ir maždaug 0,02 N tirpalą. sidabro nitrato tirpalu, standartizuokite antrąjį tirpalą su pirmuoju.
Standartinio natrio chlorido tirpalo paruošimas. Iš chemiškai grynos druskos ruošiamas natrio chlorido (arba kalio chlorido) tirpalas. Ekvivalentinė natrio chlorido masė yra lygi jo molinei masei (58,45 g/mol). Teoriškai paruošti 0,1 l 0,02 n. tirpalui reikia 58,45-0,02-0,1 = 0,1169 g NaCl.
Ant analitinių svarstyklių paimamas maždaug 0,12 g natrio chlorido mėginys, supilamas į 100 ml matavimo kolbą, ištirpinamas, iki žymės pripildoma vandens ir gerai išmaišoma. Apskaičiuokite pradinio natrio chlorido tirpalo titrą ir normaliąją koncentraciją.
Paruošimas: 100 ml maždaug 0,02 N. sidabro nitrato tirpalas. Sidabro nitratas yra ribotas reagentas, o jo tirpalų koncentracija paprastai yra ne didesnė kaip 0,05 N. 0,02 n yra gana tinkamas šiam darbui. sprendimas.
Atliekant argentometrinį titravimą, ekvivalentinė AgN0 3 masė yra lygi molinei masei, ty 169,9 g/mol. Todėl 0,1 l 0,02 n. tirpale turi būti 169,9-0,02-0,1 = 0,3398 g AgNO 3. Tačiau nėra prasmės imti būtent šį mėginį, nes komerciniame sidabro nitrate visada yra priemaišų. Technocheminėmis svarstyklėmis pasverkite maždaug 0,34 - 0,35 g sidabro nitrato; Pasverkite tirpalą nedideliu kiekiu vandens į 100 ml matavimo kolbą ir sureguliuokite tūrį kolboje, suvyniokite į juodą popierių ir supilkite į tamsaus stiklo kolbą ir paruoškite titravimui. Pipetė praskalaujama natrio chlorido tirpalu ir 10,00 ml tirpalo įpilama į kūginę kolbą. Įlašinti 2 lašus prisotinto kalio chromato tirpalo ir atsargiai, lašas po lašo, maišant titruoti sidabro nitrato tirpalu. Įsitikinkite, kad dėl vieno sidabro nitrato lašo pertekliaus mišinio spalva pasikeis nuo geltonos iki rausvos. Pakartojus titravimą 2-3 kartus, imamas konvergentinių rodmenų vidurkis ir apskaičiuojama normali sidabro nitrato tirpalo koncentracija.
Tarkime, kad titruojant 10,00 ml 0,02097 n. natrio chlorido tirpalo, sunaudota vidutiniškai 10,26 ml sidabro nitrato tirpalo. Tada
A^ AgNOj. 10,26 = 0,02097. 10,00, AT AgNOs = 0,02097–10,00 / 10,26 = 0,02043
Jei ketinama nustatyti C1~ kiekį mėginyje, tada papildomai apskaičiuokite sidabro nitrato tirpalo titrą chloro atžvilgiu: T, - = 35,46-0,02043/1000 = 0,0007244 g/ml, „l tai reiškia, kad 1 ml sidabro nitrato tirpalo atitinka 0,0007244 g titruoto chloro.
4.2 Standartizuoto amonio tiocianato tirpalo paruošimasaš
Tiksliai žinomo titro NH 4 SCN arba KSCN tirpalo negalima paruošti ištirpinant mėginį, nes šios druskos yra labai higroskopinės. Todėl paruošiamas apytikslės normalios koncentracijos tirpalas ir sureguliuojamas iki standartizuoto sidabro nitrato tirpalo. Indikatorius yra prisotintas NH 4 Fe(SO 4) 2 - 12H 2 O tirpalas. Siekiant išvengti Fe druskos hidrolizės, į patį indikatorių ir į analizuojamą tirpalą prieš titravimą įpilama 6 N. azoto rūgštis.
Paruošimas: 100 ml maždaug 0,05 N. amonio tiocianato tirpalas. Ekvivalentinė NH4SCN masė yra lygi jo molinei masei, ty 76,12 g/mol. Todėl 0,1 l 0,05 n. tirpale turi būti 76.12.0.05-0.1=0.3806 g NH 4 SCN.
Ant analitinių svarstyklių paimamas apie 0,3–0,4 g mėginys, supilamas į 100 ml kolbą, ištirpinamas, tirpalo tūris iki žymės pripilamas vandeniu ir išmaišoma.
Amonio tiocianato tirpalo standartizavimas sidabro nitratu. Paruoškite biuretę titravimui NH 4 SCN tirpalu. Pipetė praskalaujama sidabro nitrato tirpalu ir išmatuojama 10,00 ml jo į kūginę kolbą. Įpilama 1 ml NH 4 Fe(SO 4)2 tirpalo (indikatorius) ir 3 ml. 6 n. azoto rūgštis. Lėtai, nuolat purtant, iš biuretės supilkite NH 4 SCN tirpalą. Sustabdykite titravimą, kai pasirodys rudai rožinė spalva 2+, kuri neišnyksta intensyviai kratant.
Pakartokite titravimą 2–3 kartus, paimkite vidurkį iš konverguojančių rodmenų ir apskaičiuokite normalią NH 4 SCN koncentraciją.
Tarkime, kad titruojant 10,00 ml 0,02043 n. sidabro nitrato tirpalo, sunaudota vidutiniškai 4,10 ml NH 4 SCN tirpalo.
4.3 Apibrėžimasturinyschloro mėginyje pagal Volhardą
Volhardo halogenai nustatomi atgal titruojant sidabro nitrato likutį NH 4 SCN tirpalu. Tačiau tikslus titravimas čia įmanomas tik tuo atveju, jei imamasi priemonių užkirsti kelią (arba sulėtinti) reakciją tarp sidabro chlorido ir geležies tiocianato pertekliaus:
3AgCI + Fe (SCN) 3 = SAgSCNJ + FeCl3
kuriame pamažu išnyksta pirmiausiai pasirodžiusi spalva. Prieš titruojant sidabro nitrato perteklių NH 4 SCN tirpalu, geriausia AgCl nuosėdas nufiltruoti. Tačiau kartais vietoj to į tirpalą įpilama organinio skysčio, kuris nėra maišomas su vandeniu ir tarsi izoliuoja ApCl nuosėdas nuo nitratų pertekliaus.
Nustatymo metodas. Paimkite mėgintuvėlį su analitės tirpalu, kuriame yra natrio chlorido. Medžiagos mėginys ištirpinamas 100 ml matavimo kolboje ir tirpalo tūris pripilamas vandeniu iki žymės (chlorido koncentracija tirpale turi būti ne didesnė kaip 0,05 N).
10,00 ml tiriamojo tirpalo pipete įpilama į kūginę kolbą, įpilama 3 ml 6 N. azoto rūgšties ir iš biuretės supilkite žinomą AgNO 3 tirpalo perteklių, pavyzdžiui, 18,00 ml. Tada sidabro chlorido nuosėdas nufiltruokite. Likusį sidabro nitratą titruokite NH 4 SCN tirpalu, kaip aprašyta ankstesnėje pastraipoje. Pakartoję nustatymą 2-3 kartus, imkite vidurkį. Jei sidabro chlorido nuosėdos buvo filtruotos, jas reikia nuplauti ir į filtratą įpilti plovimo vandens.
Tarkime, kad mėginio masė buvo 0,2254 g. Į 10,00 ml analizuojamo tirpalo buvo pridėta 18,00 ml 0,02043 N. sidabro nitrato tirpalas. Pertekliui titruoti buvo panaudota 5,78 ml * 0,04982 N. NH 4 SCN tirpalas.
Pirmiausia apskaičiuokime, koks tūris yra 0,02043 n. sidabro nitrato tirpalas atitinka 5,78 ml 0,04982 N titravimui. NH4 SCN tirpalas:
todėl C1~ jonui nusodinti buvo panaudota 18.00 - 14.09 = 3.91 ml 0.2043 N. sidabro nitrato tirpalas. Iš čia lengva rasti normalią natrio chlorido tirpalo koncentraciją.
Kadangi ekvivalentinė chloro masė yra 35,46 g/mol*, bendra chloro masė mėginyje yra:
772=0,007988-35,46-0,1 =0,02832 g.
0,2254 g C1 – 100 %
x = 0,02832–100 / 0,2254 = 12,56 %:
0,02832 > C1 – x %
Volhardo metodas taip pat naudojamas Br~ ir I- jonų kiekiui nustatyti. Šiuo atveju nebūtina filtruoti sidabro bromido ar jodido nuosėdų. Tačiau reikia atsižvelgti į tai, kad Fe 3 + jonas oksiduoja jodidus iki laisvo jodo. Todėl indikatorius pridedamas po to, kai visi I-jonai nusodinami sidabro nitratu.
4.4 Trichlio kiekio nustatymasOnatrio racetatas| techniniame paruošime (chlorui)
Techninis natrio trichloracetatas (TCA) yra herbicidas, skirtas javų piktžolėms naikinti. Tai balta arba šviesiai ruda kristalinė medžiaga, gerai tirpi vandenyje. Anot Volhardo, pirmiausia nustatoma organinių chlorido junginių masės dalis, o vėliau – sunaikinus chlorą. Iš skirtumo randama natrio trichloracetato chloro masės dalis (%).
Chloro neorganinių junginių masės dalies (%) nustatymas. Tiksliai pasvertą vaisto dalį (2-2,5 g) sudėkite į 250 ml matavimo kolbą, ištirpinkite, tirpalą užpilkite vandeniu iki žymės ir išmaišykite. Į kūginę kolbą pipete supilkite 10 ml tirpalo ir įpilkite 5–10 ml koncentruotos azoto rūgšties.
Įpilkite 5 arba 10 ml 0,05 N iš biuretės. sidabro nitrato tirpalu ir titruokite perteklių 0,05 N. NH 4 SCN tirpalas, esant NH 4 Fe(SO 4) 2 (indikatorius).
Pagal formulę apskaičiuokite neorganinių junginių chloro (x) masės dalį (%)
(V -- l/i) 0,001773-250x100
kur V yra lygiai 0,05 N tūris. Analizei paimtas AgNO 3 tirpalas; Vi – tūris tiksliai 0,05 N. NH 4 SCN tirpalas, naudojamas AgNO 3 pertekliui titruoti; t — natrio trichloracetato mėginys; 0,001773 – chloro masė, atitinkanti 1 ml 0,05 N. AgNO tirpalas. Bendro chloro masės dalies (%) nustatymas. Į kūginę kolbą supilkite 10 ml anksčiau paruošto tirpalo, įpilkite 10 ml tirpalo su 30% NaOH masės dalimi ir 50 ml vandens. Prijunkite kolbą prie grįžtamojo šaldytuvo ir virkite jos turinį 2 valandas. Leiskite skysčiui atvėsti, nuplaukite kondensatorių vandeniu, skalbimo vandenį surinkdami į tą pačią kolbą. Į tirpalą įpilama 20 ml praskiestos (1:1) azoto rūgšties ir iš biuretės įpilama 30 ml 0,05 N. sidabro nitrato tirpalas. Sidabro nitrato perteklių titruokite iki 0,05 N. NH 4 SCN tirpalas, esant NH 4 Fe(SO 4)2. Apskaičiuokite viso chloro (xi) masės dalį (%) pagal aukščiau pateiktą formulę. Pagal formulę raskite natrio trichloracetato masės dalį (%) preparate (x^).
x2 = (x1 -- x) (185,5/106,5),
čia 185,5 yra natrio trichloracetato molinė masė; 106,5 – chloro masė, esanti natrio trichloracetato molinėje masėje.
Paskelbta Allbest.ru
...Panašūs dokumentai
Rūgščių-šarmų titravimo metodų esmė ir klasifikacija, rodiklių panaudojimas. Kompleksometrinio titravimo ypatybės. Kritulių titravimo metodų analizė. Titravimo pabaigos taško aptikimas. Argenometrijos ir ticianometrijos samprata.
testas, pridėtas 2011-02-23
Vandenilio chlorido rūgšties tirpalo su silpnos amonio hidroksido bazės tirpalo titravimo kreivės apskaičiavimo seka. Titravimo kreivės sudarymas, lygiavertiškumo taško ir tiesioginio neutralumo nustatymas. Indikatoriaus pasirinkimas ir jo paklaidos apskaičiavimas.
testas, pridėtas 2016-03-01
Šarmingumo nešiklio kiekio natrio karbonato tirpale nustatymas tiesioginiu rūgšties-šarmų titravimu. Matematinė ekvivalentų dėsnio išraiška. Integralinio ir diferencinio potenciometrinio titravimo kreivių sudarymas.
laboratorinis darbas, pridėtas 2012-02-15
Titrimetrinės analizės samprata ir rūšys. Kompleksą sudarančių agentų ir rodiklių charakteristikos. Titruoto tirpalo paruošimas kompleksometriniam titravimui. Aliuminio, bismuto, švino, magnio, cinko tyrimo metodai.
kursinis darbas, pridėtas 2013-01-13
Potenciometrinis titravimo metodas. Rūgščių-šarmų titravimas. Titravimo pabaigos taško nustatymas. Potenciometrinio titravimo atlikimo metodika. Potenciometrinis titravimas, naudojami instrumentai ir analizės rezultatų apdorojimas.
kursinis darbas, pridėtas 2008-06-24
Redokso titravimo metodų klasifikacija. Veiksniai, įtakojantys reakcijos greitį. Specifiniai ir redokso rodikliai. Permanganatometrijos, jodometrijos, dichromatometrijos esmė. Kalio dichromato tirpalo ruošimas.
pristatymas, pridėtas 2015-03-19
Indikatoriaus paklaidų apskaičiavimas pasirinktiems indikatoriams, titravimo kreivė 25 ml 0,05 M CH3COOH tirpalo su 0,05 M KOH tirpalu. Rūgščių-šarmų rodikliai. Titravimo etapai: pradžios taškas, plotas prieš tašką ir plotas po lygiavertiškumo taško.
testas, pridėtas 2013-12-18
Redokso titravimo metodų ypatumai. Pagrindiniai reikalavimai reakcijoms, pusiausvyros konstanta. Redokso titravimo tipų charakteristikos, jo rodikliai ir kreivės. Tirpalų ruošimas ir standartizavimas.
kursinis darbas, pridėtas 2014-12-25
Titrametrinės analizės samprata. Redokso titravimas, jo tipai ir reakcijos sąlygos. Titravimo kreivės taškų, potencialų skaičiavimas, titravimo kreivės sudarymas. Indikatoriaus parinkimas, indikatoriaus titravimo paklaidų skaičiavimas.
kursinis darbas, pridėtas 2012-10-06
Titrametrinės analizės metodų klasifikacija. „Neutralizacijos“ metodo esmė. Darbinių sprendimų ruošimas. Taškų skaičiavimas ir rūgščių-šarmų bei redokso titravimo kreivių sudarymas. Jodometrijos privalumai ir trūkumai.
Titrimetrinė analizė (tūrio analizė) – tai kiekybinės analizės metodas, pagrįstas reagento, reikalingo reakcijai su tiriama medžiaga, tūrio arba masės matavimu. Titrimetrinė analizė plačiai naudojama biocheminėse, klinikinėse, sanitarinėse ir higienos bei kitose laboratorijose eksperimentiniams tyrimams ir klinikinėms analizėms. Pavyzdžiui, nustatant rūgščių ir šarmų pusiausvyrą, nustatant skrandžio sulčių rūgštingumą, šlapimo rūgštingumą ir šarmingumą ir kt. Titrimetrinė analizė taip pat yra vienas iš pagrindinių cheminės analizės metodų kontrolinėse ir analitinėse farmacijos laboratorijose.
Titrimetrinės analizės metu tiriamosios medžiagos kiekis nustatomas titruojant: į tiksliai išmatuotą tiriamosios medžiagos tirpalo tūrį palaipsniui pridedamas kitos žinomos koncentracijos medžiagos tirpalas, kol jo kiekis chemiškai prilygsta tiriamajam kiekiui. medžiaga. Ekvivalentiškumo būsena vadinama titravimo lygiavertiškumo tašku. Titravimui naudojamas žinomos koncentracijos reagento tirpalas vadinamas titruotu tirpalu (standartinis tirpalas arba titruotojas): tiksli titruoto tirpalo koncentracija gali būti išreikšta titru (g/ml), normalumu (ekv/l) ir kt.
Titrimetrinėje analizėje naudojamoms reakcijoms keliami šie reikalavimai: medžiagos turi reaguoti griežtai kiekybiniais (stechiometriniais) santykiais be šalutinių reakcijų, reakcijos turi vykti greitai ir beveik iki galo; Norint nustatyti lygiavertiškumo tašką, būtina naudoti pakankamai patikimus metodus, kad pašalinių medžiagų įtaka reakcijos eigai būtų pašalinta. Be to, pageidautina, kad titrimetrinės analizės metu reakcijos vyktų kambario temperatūroje.
Titrimetrinės analizės lygiavertiškumo taškas nustatomas pagal titruoto tirpalo arba indikatoriaus spalvos pasikeitimą, įvestą titravimo pradžioje arba titravimo metu, tirpalo elektrinio laidumo pokytį, elektrodo, panardinto į tirpalą, potencialo pasikeitimą. titruotas tirpalas, srovės vertės pokytis, optinis tankis ir kt.
Vienas iš plačiai naudojamų lygiavertiškumo taško nustatymo metodų yra indikatorinis metodas. Indikatoriai yra medžiagos, leidžiančios nustatyti galutinį titravimo tašką (titruoto tirpalo spalvos staigų pasikeitimą). Dažniausiai prie viso titruojamo tirpalo pridedamas indikatorius (vidinis indikatorius). Dirbdami su išoriniais indikatoriais, periodiškai paimkite lašą titruoto tirpalo ir sumaišykite su lašeliu indikatoriaus tirpalo arba padėkite ant indikatorinio popieriaus (dėl to prarandama analitė).
Titravimo procesas grafiškai pavaizduotas titravimo kreivių pavidalu, leidžiančių vizualizuoti visą titravimo eigą ir pasirinkti tinkamiausią rodiklį tiksliems rezultatams gauti, nes Titravimo kreivę galima palyginti su indikatoriaus spalvos pasikeitimo intervalu.
Titrimetrinės analizės klaidos gali būti metodinės ir specifinės dėl konkrečios reakcijos ypatumų. Metodinės klaidos yra susijusios su titravimo metodo ypatumais ir priklauso nuo matavimo priemonių klaidų, tūrinių stiklinių indų, pipečių, biurečių kalibravimo, nepilno skysčių išbrinkimo išilgai matavimo stiklo indų sienelių.
Konkrečios paklaidos atsiranda dėl tam tikros reakcijos savybių ir priklauso nuo reakcijos pusiausvyros konstantos ir nuo lygiavertiškumo taško aptikimo tikslumo. farmacinės medicinos molekulė analginas
Titrimetrinės analizės metodai, priklausomai nuo juos sukeliančių reakcijų, skirstomi į šias pagrindines grupes:
- 1. Neutralizacijos metodai, arba rūgščių-šarmų titravimas, yra pagrįsti neutralizacijos reakcijomis, t.y., rūgščių ir bazių sąveika. Šie metodai apima acidimetriją (bazių kiekybinį nustatymą naudojant titruotus rūgščių tirpalus), alkalimetrą (rūgščių nustatymą naudojant titruotus bazių tirpalus), halometriją (druskų kiekybinį nustatymą naudojant bazes arba rūgštis, jei jos reaguoja su druskomis stechiometriniais santykiais).
- 2. Nusodinimo metodai yra pagrįsti medžiagų, kurios tam tikroje aplinkoje sudaro netirpius junginius, pavyzdžiui, bario druskų, sidabro, švino, cinko, kadmio, gyvsidabrio (II), vario (III) ir kt., titravimu. Šie metodai apima argentometriją. (titravimas sidabro nitratų tirpalu), merkurometrija (titravimas gyvsidabrio nitrato tirpalu) ir kt.
- 3. Komplekso sudarymo, arba kompleksometrijos, metodai (merkurimetrija, fluorometrija ir kt.) yra pagrįsti reakcijų, kurių metu susidaro kompleksiniai junginiai, panaudojimu, pavyzdžiui, Ag+ + 2CN- ы Ag (CN)2]. Kompleksavimo metodai yra glaudžiai susiję su nusodinimo metodais, nes Daugelį nusodinimo reakcijų lydi kompleksų susidarymas, o kompleksų susidarymą lydi prastai tirpių junginių nusodinimas.
- 4. Oksidacijos – redukcijos, arba oksidimetrijos, metodai apima permanganatometriją, chromatometriją (bichromatometriją), jodometriją, bromatometriją, cerimetriją, vanadometriją ir kt.