Formy miareczkowania. Miareczkowa metoda analizy – na czym polega? Specyfika badań miareczkowych

Analiza miareczkowa (analiza objętościowa) to metoda analizy ilościowej polegająca na pomiarze objętości lub masy odczynnika potrzebnego do reakcji z badaną substancją. Analiza miareczkowa jest szeroko stosowana w laboratoriach biochemicznych, klinicznych, sanitarno-higienicznych i innych, w badaniach eksperymentalnych i analizach klinicznych. Na przykład przy ustalaniu równowagi kwasowo-zasadowej, określaniu kwasowości soku żołądkowego, kwasowości i zasadowości moczu itp. Analiza miareczkowa służy również jako jedna z głównych metod analizy chemicznej w kontrolnych i analitycznych laboratoriach farmaceutycznych.

Ilość substancji badanej w analizie miareczkowej określa się poprzez miareczkowanie: do dokładnie odmierzonej objętości roztworu substancji badanej dodaje się stopniowo roztwór innej substancji o znanym stężeniu, aż jej ilość stanie się chemicznie równoważna ilości substancji badanej substancja. Stan równoważności nazywany jest punktem równoważności miareczkowania. Roztwór odczynnika o znanym stężeniu używany do miareczkowania nazywany jest roztworem miareczkowanym (roztworem wzorcowym lub titrantem): dokładne stężenie miareczkowanego roztworu można wyrazić za pomocą miana (g/ml), normalności (równoważnik/l) itp.

Reakcjom stosowanym w analizie miareczkowej stawiane są następujące wymagania: substancje muszą reagować w ściśle ilościowych (stechiometrycznych) stosunkach bez reakcji ubocznych, reakcje muszą przebiegać szybko i prawie do końca; Aby ustalić punkt równoważności, należy zastosować wystarczająco wiarygodne metody i wykluczyć wpływ substancji obcych na przebieg reakcji. Ponadto pożądane jest, aby w analizie miareczkowej reakcje zachodziły w temperaturze pokojowej.

Punkt równoważności w analizie miareczkowej wyznacza się poprzez zmianę barwy miareczkowanego roztworu lub wskaźnika wprowadzonego na początku lub w trakcie miareczkowania, zmianę przewodności elektrycznej roztworu, zmianę potencjału elektrody zanurzonej w miareczkowany roztwór, zmiana wartości prądu, gęstość optyczna itp.

Jedną z powszechnie stosowanych metod ustalania punktu równoważności jest metoda wskaźnikowa. Wskaźniki to substancje, które pozwalają ustalić końcowy punkt miareczkowania (moment ostrej zmiany koloru miareczkowanego roztworu). Najczęściej do całego miareczkowanego roztworu dodaje się wskaźnik (wskaźnik wewnętrzny). Podczas pracy ze wskaźnikami zewnętrznymi należy okresowo pobierać kroplę miareczkowanego roztworu i wymieszać ją z kroplą roztworu wskaźnika lub położyć na bibule wskaźnikowej (co prowadzi do utraty analitu).

Proces miareczkowania przedstawiony jest graficznie w postaci krzywych miareczkowania, które pozwalają zwizualizować cały postęp miareczkowania i wybrać wskaźnik najbardziej odpowiedni do uzyskania dokładnych wyników, ponieważ Krzywą miareczkowania można porównać z interwałem zmiany barwy wskaźnika.

Błędy w analizie miareczkowej mogą mieć charakter metodologiczny i specyficzny, ze względu na charakterystykę danej reakcji. Błędy metodologiczne są związane ze specyfiką metody miareczkowania i zależą od błędów przyrządów pomiarowych, wzorcowania naczyń szklanych wolumetrycznych, pipet, biuret oraz niepełnego pęcznienia cieczy wzdłuż ścianek naczyń pomiarowych.

Błędy specyficzne wynikają z charakterystyki danej reakcji i zależą od stałej równowagi reakcji oraz od dokładności wyznaczenia punktu równoważności. Analiza cząsteczek medycyny farmaceutycznej

Metody analizy miareczkowej, w zależności od reakcji leżących u ich podstaw, dzieli się na następujące główne grupy:

1. Metody neutralizacji, czyli miareczkowania kwasowo-zasadowego, opierają się na reakcjach zobojętniania, czyli na oddziaływaniu kwasów i zasad. Metody te obejmują acydometrię (oznaczanie ilościowe zasad za pomocą miareczkowanych roztworów kwasów), alkalimetrię (oznaczanie kwasów za pomocą miareczkowanych roztworów zasad), halometrię (oznaczanie ilościowe soli za pomocą zasad lub kwasów, jeśli reagują z solami w stosunkach stechiometrycznych).
2. Metody strącania opierają się na miareczkowaniu substancji tworzących nierozpuszczalne związki w określonym środowisku, np. sole baru, srebro, ołów, cynk, kadm, rtęć (II), miedź (III) itp. Metody te obejmują argentometrię (miareczkowanie roztworem azotanu rtęci), rtęci (miareczkowanie roztworem azotanu rtęci) itp.
3. Metody tworzenia kompleksów, czyli kompleksometria (merkurymetria, fluorometria itp.), opierają się na wykorzystaniu reakcji, w których powstają związki złożone, np. Ag+ + 2CN- ы Ag (CN)2]. Metody kompleksowania są ściśle powiązane z metodami strącania, ponieważ Wielu reakcjom wytrącania towarzyszy tworzenie kompleksów, a tworzeniu kompleksów towarzyszy wytrącanie słabo rozpuszczalnych związków.
4. Metody utleniania - redukcji, czyli oksymetrii, obejmują permanganatometrię, chromatometrię (bichromatometria), jodometrię, bromatometrię, cerymetrię, wanadometrię itp.

Wyślij swoją dobrą pracę do bazy wiedzy jest prosta. Skorzystaj z poniższego formularza

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy wykorzystują bazę wiedzy w swoich studiach i pracy, będą Państwu bardzo wdzięczni.

Wysłany dnia http://www.allbest.ru/

Wstęp

Miareczkowanie polega na stopniowym dodawaniu miareczkowanego roztworu odczynnika (titranta) do analizowanego roztworu w celu określenia punktu równoważności. Miareczkowa metoda analizy polega na pomiarze objętości odczynnika o dokładnie znanym stężeniu, wydanego na reakcję oddziaływania z oznaczaną substancją. Punkt równoważności to punkt miareczkowania, w którym zostaje osiągnięty równoważny stosunek reagentów.

Do reakcji stosowanych w ilościowej analizie wolumetrycznej mają zastosowanie następujące wymagania:

1. Reakcja musi przebiegać zgodnie ze stechiometrycznym równaniem reakcji i musi być praktycznie nieodwracalna. Wynik reakcji powinien odzwierciedlać ilość analitu. Stała równowagi reakcji musi być wystarczająco duża.

2. Reakcja musi przebiegać bez reakcji ubocznych, w przeciwnym razie nie można zastosować prawa równoważności.

3. Reakcja musi przebiegać z odpowiednio dużą szybkością, tj. w ciągu 1-3 sekund. Jest to główna zaleta analizy miareczkowej.

4. Musi istnieć sposób ustalenia punktu równoważności. Koniec reakcji należy określić dość łatwo i prosto.

Jeśli reakcja nie spełnia przynajmniej jednego z tych wymagań, nie można jej zastosować w analizie miareczkowej.

1. systemy

Charakterystyczną cechą reakcji redoks jest przenoszenie elektronów pomiędzy reagującymi cząstkami - jonami, atomami, cząsteczkami i kompleksami, w wyniku czego zmienia się stopień utlenienia tych cząstek, np.

Ponieważ elektrony nie mogą gromadzić się w roztworze, muszą zachodzić jednocześnie dwa procesy - straty i przejęcia, czyli proces utleniania jednych cząstek i redukcji innych cząstek. Zatem każdą reakcję redoks można zawsze przedstawić w postaci dwóch reakcji połówkowych:

aOx1 + bRed2 = aRed1 + bOx2

Cząstka macierzysta i produkt każdej półreakcji tworzą parę lub układ redoks. W powyższych reakcjach połówkowych Red1 jest sprzężony z Ox1, a Ox2 jest sprzężony z Red1.

Potencjał dowolnego układu redoks, mierzony w standardowych warunkach względem elektrody wodorowej, nazywany jest potencjałem standardowym (E0) tego układu. Potencjał standardowy uważa się za dodatni, jeśli układ działa jako środek utleniający, a na elektrodzie wodorowej zachodzi półreakcja utleniania:

lub ujemny, jeśli układ pełni rolę środka redukującego, a na elektrodzie wodorowej zachodzi połowiczna reakcja redukcji:

Wartość bezwzględna potencjału standardowego charakteryzuje „moc” środka utleniającego lub redukującego.

Potencjał standardowy – termodynamiczna wartość standaryzowana – jest bardzo ważnym parametrem fizykochemicznym i analitycznym, który pozwala ocenić kierunek odpowiedniej reakcji i obliczyć aktywność reagujących cząstek w warunkach równowagi.

Do scharakteryzowania układu redoks w określonych warunkach wykorzystuje się pojęcie rzeczywistego (formalnego) potencjału E0, który odpowiada potencjałowi ustalonemu na elektrodzie w danym konkretnym roztworze, gdy początkowe stężenia utlenionych i zredukowanych form jonów wyznaczających potencjał są równe 1 mol/l i ustalonemu stężeniu wszystkich pozostałych składników roztworu.

Z analitycznego punktu widzenia potencjały rzeczywiste są cenniejsze od potencjałów standardowych, gdyż o prawdziwym zachowaniu systemu decyduje nie standard, ale potencjał rzeczywisty i to właśnie ten ostatni pozwala przewidzieć wystąpienie reakcja redoks w określonych warunkach. Rzeczywisty potencjał układu zależy od kwasowości, obecności obcych jonów w roztworze i może zmieniać się w szerokim zakresie.

2. Krzywemiareczkowanie

W metodach miareczkowych obliczenie i konstrukcja krzywej miareczkowania pozwala ocenić skuteczność miareczkowania i pozwala na wybór wskaźnika. Podczas konstruowania krzywej miareczkowania redoks potencjał układu jest wykreślany wzdłuż osi rzędnych, a objętość titranta lub procent miareczkowania jest wykreślany wzdłuż osi odciętych.

2.1 WpływwarunkimiareczkowanieNAprzenosićKrzywe

Krzywa miareczkowania jest konstruowana w oparciu o wartości potencjałów redoks, więc wszystkie czynniki wpływające na potencjał będą miały wpływ na kształt krzywej miareczkowania i skok na nią. Czynniki takie obejmują standardowy potencjał układów analitu i titranta, liczbę elektronów biorących udział w reakcjach połówkowych, pH roztworu, obecność odczynników kompleksujących lub strącających oraz charakter kwasu. Im większa liczba elektronów biorących udział w reakcji redoks, tym bardziej płaska jest krzywa charakteryzująca to miareczkowanie. Im większa różnica potencjałów redoks środka utleniającego i reduktora, tym większy skok miareczkowania. Jeżeli różnica w ich potencjałach redoks jest bardzo mała, miareczkowanie jest niemożliwe. Zatem miareczkowanie jonów Cl- (E = 1,36V) nadmanganianem (E = 1,51) jest praktycznie niemożliwe. Często konieczne jest rozszerzenie potencjalnego przedziału, w którym znajduje się skok, jeśli jest on mały. W takich przypadkach uciekają się do regulacji skoków.

Na wielkość skoku znacząco wpływa zmniejszenie stężenia jednego ze składników pary redoks (na przykład za pomocą odczynnika kompleksującego). Załóżmy, że do roztworu wprowadza się kwas fosforowy, fluorki lub szczawiany, tworząc kompleksy z żelazem (III) i nie oddziałując z żelazem (II), a potencjał pary Fe3+/Fe2+ maleje. Jeśli np. w wyniku reakcji kompleksowania konkurencyjnego stężenie jonów Fe3+ w roztworze zmniejszy się 10 000 razy, skok potencjału na krzywej miareczkowania nie będzie się już rozpoczynał przy E = 0,95 V, ale przy E = 0,71 V. Zakończy się jak poprzednio na E=1,48V. Tym samym obszar skoku krzywej miareczkowania zostanie znacznie poszerzony.

Odpowiednie zwiększenie temperatury zwiększa potencjał układu titranta i analitu.

Zatem przy wyborze optymalnych warunków miareczkowania redoks należy przede wszystkim wziąć pod uwagę ich wpływ na stan układu redoks, a co za tym idzie na rzeczywisty potencjał redoks.

2.2 Definicjazwrotnicarównorzędność

W metodach miareczkowania redoks, a także w metodach kwasowo-zasadowych możliwe są różne metody wyznaczania punktu równoważności.

1. Metody niewskaźnikowe stosuje się przy stosowaniu kolorowych titrantów (roztworów KMnO4, I2), których niewielki nadmiar nadaje roztworowi wizualnie wykrywalną barwę.

2. Metody wskaźnikowe mogą być chemiczne, jeśli jako wskaźniki wykorzystują związki chemiczne, które gwałtownie zmieniają kolor w pobliżu punktu równoważności (w obrębie skoku na krzywej miareczkowania).

Czasami w metodach miareczkowania redoks stosuje się wskaźniki kwasowo-zasadowe: oranż metylowy, czerwień metylowa, czerwień Kongo itp. Wskaźniki te w końcowym punkcie miareczkowania ulegają nieodwracalnemu utlenieniu pod wpływem nadmiaru środka utleniającego i jednocześnie zmieniają swoją barwę.

Podczas miareczkowania środków redukujących silnymi utleniaczami można stosować wskaźniki fluorescencyjne i chemiluminescencyjne. Wskaźniki fluorescencyjne obejmują wiele substancji (akrydynę, euchryzynę itp.), Które emitują w obszarze widzialnym przy określonych wartościach pH roztworu po napromieniowaniu promieniowaniem ultrafioletowym. Wskaźniki chemiluminescencyjne to substancje (luminol, lucygenina, siloksen itp.), które w końcowym punkcie miareczkowania emitują w widzialnym obszarze widma w wyniku egzotermicznych procesów chemicznych. Chemiluminescencję obserwuje się głównie podczas reakcji utleniania z nadtlenkiem wodoru, podchlorynami i niektórymi innymi utleniaczami. Zaletą wskaźników fluorescencyjnych i chemiluminescencyjnych jest to, że można je stosować do miareczkowania nie tylko roztworów przezroczystych i bezbarwnych, ale także mętnych lub kolorowych, do miareczkowania których konwencjonalne wskaźniki redoks nie nadają się.

Metody wskaźnikowe mogą być również fizykochemiczne: potencjometryczne, amperometryczne, konduktometryczne itp.

2.3 Redokswskaźniki

Aby określić punkt równoważności w redoksymetrii, stosuje się różne wskaźniki:

1. Wskaźniki Redox (wskaźniki redox), które zmieniają kolor, gdy zmienia się potencjał redox układu.

2. Specyficzne wskaźniki zmieniające kolor w przypadku pojawienia się nadmiaru titranta lub zaniku oznaczanej substancji. W niektórych przypadkach stosuje się specjalne wskaźniki. Skrobia jest więc wskaźnikiem obecności wolnego jodu, a raczej jonów trójjodkowych. W obecności skrobi zmienia kolor na niebieski w temperaturze pokojowej. Pojawienie się niebieskiego koloru w skrobi jest związane z adsorpcją na amylazie, która jest częścią skrobi.

Czasami tiocyjanian amonu stosuje się jako wskaźnik podczas miareczkowania soli żelaza(III); kationy i jony tworzą czerwony związek. W punkcie równoważności wszystkie jony ulegają redukcji, a miareczkowany roztwór zmienia kolor z czerwonego na bezbarwny.

Podczas miareczkowania roztworem nadmanganianu potasu sam titrant pełni rolę wskaźnika. Przy najmniejszym nadmiarze KMnO4 roztwór zmienia kolor na różowy.

Wskaźniki Redox dzielą się na: odwracalne i nieodwracalne.

Wskaźniki odwracalne - odwracalnie zmieniają kolor w przypadku zmiany potencjału systemu. Wskaźniki nieodwracalne - ulegają nieodwracalnemu utlenianiu lub redukcji, w wyniku czego kolor wskaźnika zmienia się nieodwracalnie.

Wskaźniki Redox występują w dwóch postaciach, utlenionej i zredukowanej, a kolor jednej formy różni się od koloru drugiej.

Przejście wskaźnika z jednej postaci w drugą i zmiana jego koloru następuje przy pewnym potencjale układu (potencjale przejściowym). Potencjał wskaźnikowy jest określony równaniem Nernsta:

Gdy stężenia utlenionej i zredukowanej formy wskaźnika są równe. W tym przypadku połowa cząsteczek wskaźnikowych występuje w formie utlenionej, połowa w postaci zredukowanej. Przedział przejścia wskaźnika (IT) mieści się w stosunkach stężeń obu form wskaźnika od 1/10 do 10/1.

Wykonując miareczkowania redoks należy tak dobrać wskaźnik, aby potencjał wskaźnika mieścił się w zakresie skoku potencjału na krzywej miareczkowania. Wiele wskaźników miareczkowania redoks ma właściwości kwasowe lub zasadowe i może zmieniać swoje zachowanie w zależności od pH środowiska.

Jednym z najbardziej znanych i stosowanych wskaźników redoks jest difenyloamina:

Zredukowana postać wskaźnika jest bezbarwna. Pod wpływem środków utleniających difenyloamina najpierw nieodwracalnie przekształca się w bezbarwną difenylobenzydynę, która następnie odwracalnie utlenia się do niebieskofioletowego fioletu difenylobenzydynowego.

Dwubarwnym wskaźnikiem jest ferroina, która jest kompleksem Fe2+ z o-fenantroliną

Miareczkowanie metodą wskaźnikową jest możliwe, jeśli dla danej reakcji SEM? 0,4 V. Gdy pole elektromagnetyczne = 0,4-0,2 V, stosowane są wskaźniki instrumentalne.

3. Klasyfikacjametodyredoksmiareczkowanie

Jeżeli reakcja redoks przebiega niestechiometrycznie lub niewystarczająco szybko, stosuje się metody miareczkowania pośredniego: miareczkowanie odwrotne i miareczkowanie substytucyjne. Na przykład w cerymetrycznym oznaczaniu Fe3+ stosuje się metodę miareczkowania substytucyjnego:

Fe3+ +Ti3+ = TiIV + Fe2+ + + CeIV = Fe3+ + Ce3+.3+ nie zakłóca miareczkowania.

Miareczkowanie redoks jest możliwe, jeśli roztwór zawiera jeden odpowiedni stopień utlenienia oznaczanego składnika. W przeciwnym razie przed rozpoczęciem miareczkowania należy przeprowadzić wstępną redukcję (utlenianie) do odpowiedniego stopnia utlenienia, jak ma to miejsce na przykład podczas analizy mieszaniny Fe2+ i Fe3+ metodą permanganatometryczną. Wstępna redukcja (utlenianie) powinna zapewnić ilościową konwersję oznaczanego pierwiastka do pożądanego stopnia utlenienia.

Wprowadzany w tym celu odczynnik musi być związkiem, którego nadmiar można łatwo usunąć przed rozpoczęciem miareczkowania (poprzez gotowanie, filtrowanie itp.). W niektórych przypadkach do określenia związków, które nie zmieniają stopnia utlenienia, stosuje się redoksymetrię.

Zatem przez miareczkowanie przez podstawienie jony wapnia, cynku, niklu, kobaltu i ołowiu oznacza się w permanganatometrii, mocne kwasy - w jodometrii.

Tabela 1

Metody miareczkowania redoks

Nazwa metody	Roztwór wzorcowy (titranta)	Równania reakcji połowicznych układu titranta	Cechy metody
Roztwór standardowy - utleniacz
Permanganatometria		MnO4?+ 8H+ + 5e? = Mn2++ 4H2O MnO4?+ 4H+ + 3e? = MnO2 + 2H2O MnO4?+ 2H2O + 3e? = MnO2+ 4OH?	Metoda bezwskaźnikowa, stosowana w szerokim zakresie pH
Bromatometria		BrO3?+ 6H+ + 6e? = Br8+ 3H2O	Wskaźnik - oranż metylowy. Środowisko - silnie kwaśne
Cerymetria		Ce4+ + e? = Ce3+	Wskaźnikiem jest ferroina. Środowisko - silnie kwaśne
Chromatometria		Сr2O72?+ 14H+ + 6e? = 2Cr3++2H2O	Wskaźnikiem jest difenyloamina. Środa? silnie kwaśny
Nitrytometria		NO2- + 2H+ + e? = NIE + H2O	Wskaźnik zewnętrzny - papier jodkowo-skrobiowy. Środa? lekko kwaśny
Jodymetria			Wskaźnik - skrobia
Roztwór standardowy - środek redukujący
Askorbinometria		С6H6O6 +2H+ +2 e? = C6H8O6	Wskaźniki - błękit wariaminowy lub do oznaczania jonów Fe3+, tiocyjanian potasu. Środowisko - kwaśne
Tytanometria		TiO2+ + 2H+ + e? =Ti3+ + H2O	Wskaźnikiem jest błękit metylenowy. Środowisko - kwaśne
Jodometria		S4O62?+ 2e? = 2S2O32?	Wskaźnik - Crash-mały. Odczynnik pomocniczy - KI. Średnio - lekko kwaśny lub neutralny

4. Permanganatometria

Permanganatometria jest jedną z najczęściej stosowanych metod miareczkowania redoks. Jako titrant stosuje się roztwór nadmanganianu potasu, którego właściwości utleniające można regulować w zależności od kwasowości roztworu.

4.1 Osobliwościmetoda

Najbardziej rozpowszechniona w praktyce analitycznej jest permanganatometryczna metoda oznaczania w środowisku kwaśnym: redukcja MnO4- do Mn2+ zachodzi szybko i stechiometrycznie:

Cechą metody jest silny wpływ stężenia jonów wodorowych na potencjał standardowy układu MnO4-/Mn2+. Podczas miareczkowania w środowisku silnie kwaśnym najczęściej stosuje się kwas siarkowy. Nie należy stosować kwasów solnego i azotowego, ponieważ w ich obecności mogą zachodzić konkurencyjne reakcje redoks. Redukcja jonu nadmanganianu w środowisku zasadowym przebiega sekwencyjnie: najpierw do jonu manganianowego MnO42-, a następnie do dwutlenku manganu MnO2:

Ilościowa redukcja nadmanganianu w środowisku zasadowym do manganianu następuje w obecności soli baru. Ba(MnO4)2 jest rozpuszczalny w wodzie, natomiast BaMnO4 jest nierozpuszczalny, więc dalsza redukcja MnVI z osadu nie następuje.

Permanganatometrycznie w środowisku zasadowym z reguły oznacza się związki organiczne: mrówczan, formaldehyd, mrówkowy, cynamonowy, winowy, cytrynowy, hydrazynę, aceton itp.

Zakończenie miareczkowania sygnalizowane jest bladoróżowym zabarwieniem nadmiaru titranta KMnO4 (jedna kropla 0,004 M roztworu titranta nadaje zauważalne zabarwienie 100 ml roztworu). Dlatego też, jeśli miareczkowany roztwór jest bezbarwny, osiągnięcie punktu równoważności można ocenić na podstawie pojawienia się jasnoróżowego zabarwienia nadmiaru titranta KMnO4 podczas miareczkowania bezpośredniego lub zaniku koloru podczas miareczkowania odwrotnego. Do analizy roztworów barwnych zaleca się stosowanie ferroiny wskaźnikowej.

Do zalet metody permanganatometrycznej zalicza się:

1. Możliwość miareczkowania roztworem KMnO4 w dowolnym środowisku (kwaśnym, obojętnym, zasadowym).

2. Możliwość zastosowania roztworu nadmanganianu potasu w środowisku kwaśnym do oznaczania wielu substancji niereagujących ze słabszymi utleniaczami.

Oprócz wymienionych zalet metoda permanganatometrii ma wiele wad:

1. Titrant KMnO4 przygotowuje się jako wzorzec wtórny, gdyż odczynnik wyjściowy – nadmanganian potasu – jest trudny do uzyskania w stanie chemicznie czystym.

2. Reakcje z udziałem MnO4- są możliwe w ściśle określonych warunkach (pH, temperatura itp.).

4.2 Aplikacjametoda

1. Definicja środków redukujących. Jeżeli reakcja redoks pomiędzy oznaczonym środkiem redukującym i MnO4- przebiega szybko, miareczkowanie przeprowadza się w sposób bezpośredni. W ten sposób określa się szczawiany, azotyny, nadtlenek wodoru, żelazo (II), żelazocyjanki, kwas arsenawy itp.:

H2O2 + 2MnO4- + 6H+ = 5O2 + 2Mn2+ + 8H2O

54- + MnO4- + 8H+ = 53- + 2Mn2+ + 4H2O

AsIII + 2MnO4- + 16H+ = 5AsV + 2 Mn2+ + 8H2O

5Fe2+ + MnO4- +8H+ = 5Fe3+ + 2Mn2+ + 4H2O

2. Oznaczanie utleniaczy. Dodać nadmiar standardowego roztworu środka redukującego, a następnie miareczkować pozostałość roztworem KMnO4 (metoda miareczkowania wstecznego). Na przykład chromiany, nadsiarczany, chloryny, chlorany i inne utleniacze można oznaczyć metodą permanganometryczną, najpierw traktując nadmiar mianowanego roztworu Fe2+, a następnie miareczkując nieprzereagowaną ilość Fe2+ roztworem KMnO4:

Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O + (Fe2+) - nadmiar-

Fe2+ + MnO4- + 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O - reszta

3. Oznaczanie substancji, które nie mają właściwości redoks, przeprowadza się pośrednio, np. poprzez miareczkowanie podstawieniowe. W tym celu oznaczany składnik przekształca się w postać związku o właściwościach redukujących lub utleniających, a następnie przeprowadza się miareczkowanie. Na przykład jony wapnia, cynku, kadmu, niklu, kobaltu wytrącają się w postaci słabo rozpuszczalnych szczawianów:

M2+ + C2O4- = vMC2O4

Osad oddziela się od roztworu, przemywa i rozpuszcza w H2SO4:

MC2O4 + H2SO4 = H2C2O4 + MSO4

Następnie H2C2O4 (podstawnik) miareczkuje się roztworem KMnO4:

2MnO4- + 5С2O42- + 16H+ = 2Mn2+ +10CO2 + 8H2O

4. Oznaczanie związków organicznych. Charakterystyczną cechą reakcji związków organicznych z MnO4- jest ich niska szybkość. Oznaczenie jest możliwe, jeśli zastosuje się metodę pośrednią: analizowany związek wstępnie zadaje się nadmiarem silnie zasadowego roztworu nadmanganianu i pozostawia reakcję przez wymagany czas. Pozostałość nadmanganianu miareczkuje się roztworem szczawianu sodu:

C3H5(OH)3 + 14MnO4- + 20OH- = 3CO32- + 14MnO42- + 14H2O +

(MnO4-), nadmiar pozostałości

2MnO4- + 5С2O42- + 16H+ = 2Mn2+ +10CO2 + 8H2O reszta

miareczkowa redukcja oksydacyjna

5. EsencjaIKlasyfikacjawytrącającymetody

Metody miareczkowania wytrącającego to metody analizy miareczkowej, w których wykorzystuje się titranty tworzące osad z oznaczanymi substancjami.

Wymagania dotyczące reakcji i analitów:

1. Oznaczana substancja musi być dobrze rozpuszczalna w wodzie i tworzyć jony aktywne w reakcjach strącania.

2. Powstały w reakcji osad musi być praktycznie nierozpuszczalny (PR< 10 -8 ? - 10 , S < 10 -5).

3. Wyniki miareczkowania nie powinny być zniekształcane przez zjawiska adsorpcji (współstrącanie).

4. Opady powinny nastąpić dość szybko (tj. nie powinny tworzyć się roztwory przesycone).

5. Musi istnieć możliwość ustalenia punktu równoważności.

Klasyfikacja metod miareczkowania strącającego w zależności od stosowanych titrantów:

Argentometria (titrant AgNO 3);

Merkurometria (titrant Hg 2 (NO 3) 2);

Tiocyjanatometria (titrant NH4SCN);

Sulfatometria (mianowniki H 2 SO 4, BaCl 2);

Chromatometria (titrat K 2 CrO 4);

Heksacyjanoferratometria (titrant K 4).

6. KrzywemiareczkowanieIichanaliza

Konstrukcję krzywych miareczkowania przeprowadza się na podstawie obliczeń zgodnie z zasadą iloczynu rozpuszczalności i odpowiednio.

Krzywą miareczkowania wykreśla się we współrzędnych, które pokazują zmianę stężenia oznaczanego jonu w zależności od objętości dodanego titranta.

Im większy skok miareczkowania na krzywej, tym większe możliwości wyboru odpowiedniego wskaźnika.

Czynniki wpływające na wielkość skoku krzywych miareczkowania opadów:

1. Stężenie oznaczanych roztworów titranta i jonu Im wyższe stężenie, tym większy skok krzywej miareczkowania.

2. Rozpuszczalność osadu powstającego w procesie miareczkowania (im niższa rozpuszczalność, tym większy skok miareczkowania).

Zależność wielkości skoku miareczkowania od rozpuszczalności trudno rozpuszczalnego elektrolitu.

3. Temperatura

Im wyższa temperatura, tym większa rozpuszczalność osadu i mniejszy skok krzywej miareczkowania. Miareczkowanie przeprowadza się w temperaturze pokojowej.

4. Siła jonowa roztworu

Efekt jest stosunkowo niewielki, ponieważ siła jonowa roztworu w porównaniu z innymi czynnikami nie zmienia tak bardzo rozpuszczalności osadu; jednakże im wyższa siła jonowa roztworu, tym wyższa rozpuszczalność i mniejszy skok miareczkowania.

7. Argentometria

Argentometria to metoda miareczkowania wytrącającego, która opiera się na reakcjach tworzenia słabo rozpuszczalnych soli Argentum:

X - + Ag + = AgX,

gdzie X - = Cl - , Br - , I - , CN - , SCN - itd.

Titrant: AgNO 3 - roztwór wzorca wtórnego.

Standaryzacja: dla pierwszorzędowego roztworu mianowanego chlorku sodu NaCl:

Wskaźnikiem standaryzacji jest 5% chromian potasu K 2 CrO 4 . Miareczkowanie prowadzi się do pojawienia się brązowo-czerwonego osadu chromianu argentu:

W zależności od metody miareczkowania i użytego wskaźnika metody argentometryczne dzieli się na:

Bezwskaźnik: - Metoda Gay-Lussaca (metoda równego zmętnienia)

Metoda aż do oświecenia

Wskaźnik: - Metoda Mohra

Fajans – metoda Fischera – Khodakowa

Metoda Volharda

Metoda Mohra

Titrant: AgNO 3 - sek. st. rozwiązanie.

AgNO3 + NaCl = AgCl? + NaNO3

Wskaźnikiem jest 5% chromian potasu K 2 CrO 4 (do pojawienia się brązowo-czerwonego chromianu argentum):

2AgNO 3 + K 2 CrO 4 = Ag 2 CrO 4 + 2KNO 3

Oznaczone substancje: Cl – chlorki, Br – bromki.

Środowisko: pH~ 6,5-10,3.

Zastosowanie: ilościowe oznaczanie chlorku sodu, chlorku potasu, bromku sodu, bromku potasu w substancji substancji leczniczych.

Ograniczenia użytkowania:

1. Nie można miareczkować roztworów kwasowych:

2CrO 4 2- + 2H + = Cr 2 O 7 2- + H 2 O

2. Niemożliwe jest miareczkowanie w obecności amoniaku i innych jonów, cząsteczek, które mogą działać jako ligandy jonów argentu w reakcjach kompleksowania.

3. Nie można miareczkować w obecności wielu kationów (Ba 2+, Pb 2+ itp.), które tworzą kolorowe osady z jonami chromianowymi CrO 4 2-.

4. Nie można miareczkować w obecności środków redukujących, które reagują z jonami chromianowymi CrO 4 2-, przekształcając je w jony Cr 3+.

5. Niemożliwe jest miareczkowanie w obecności wielu anionów (PO 4 3-, AsO 4 3-, AsO 3 3-, S 2- itp.), które tworzą zabarwione argentowe osady z jonami argentu.

Metoda Fajansa-Fisher-Khodakowa

Titrant: AgNO 3 - sek. st. rozwiązanie

Standaryzacja na pierwszym miejscu st. roztwór chlorku sodu NaCl metodą pipetowania:

AgNO3 + NaCl = AgCl? + NaNO3

Wskaźnikiem standaryzacji jest 5% roztwór chromianu potasu K 2 CrO 4 (do pojawienia się brązowo-czerwonego osadu chromianu argentu):

2AgNO 3 + K 2 CrO 4 = Ag 2 CrO 4 + 2KNO 3

Medium: pH ~ 6,5-10,3 przy oznaczaniu chlorków i pH ~ 2,0-10,3 przy oznaczaniu bromków i jodków.

Wskaźniki metody:

Fluoresceina w oznaczaniu chlorków;

Eozyna w oznaczaniu bromków i jodków.

Mechanizm działania wskaźników: adsorpcja. Wskaźniki adsorpcji to wskaźniki, których adsorpcji lub desorpcji przez osad towarzyszy zmiana koloru T.E. lub w jego pobliżu.

AgNO3 + NaCl = AgCl? + NaNO3

HInd x H + + Ind - .

Warunki miareczkowania:

1. Kwasowość roztworów

2. Stężenie reagujących roztworów

3. Uwzględnienie zdolności adsorpcyjnej wskaźników i jonów obecnych w roztworze.

4. Miareczkowanie w pobliżu t.e. należy robić powoli

5. Miareczkowanie wskaźnikami adsorpcji przeprowadza się w świetle rozproszonym.

Zastosowanie: ilościowe oznaczanie chlorków, bromków, jodków, tiocyjanianów, cyjanków.

Metoda Volharda

Titranty: AgNO 3, tiocyjanian amonu lub potasu NH 4 SCN, KSCN - roztwory wzorcowe wtórne.

Standaryzacja AgNO 3 w pierwszej kolejności st. Roztwór NaCl metodą pipetowania:

AgNO3 + NaCl = AgCl? + NaNO3

Wskaźnikiem standaryzacji AgNO 3 jest 5% roztwór chromianu potasu K 2 CrO 4 (do pojawienia się brązowo-czerwonego osadu chromianu argentu):

2AgNO 3 + K 2 CrO 4 = Ag 2 CrO 4 + 2KNO 3

Standaryzacja NH 4 SCN, KSCN na roztwór mianowany AgNO 3:

AgNO 3 + NH 4 SCN = AgSCN + NH 4 NO 3

Wskaźnikiem standaryzacji tiocyjanianu amonu lub potasu są sole żelaza (III) (na przykład NH 4 Fe(SO 4) 2 · 12H 2 O w obecności kwasu azotanowego):

Fe 3+ + SCN - = 2+

Miareczkować do momentu pojawienia się słabo różowego zabarwienia.

Medium: kwas azotanowy.

Wskaźniki metody: sole żelaza (III) NH 4 Fe(SO 4) 2 - 12H 2 O w obecności kwasu azotanowego.

Oznaczone substancje: jony halogenkowe, cyjanki, tiocyjaniany, siarczki, węglany, chromiany, szczawiany, arseniany itp.

Hal - + Ag + (nadmiar) = AgHal

Ag + (pozostałość) + SCN - = AgSCN,

i po punkcie równoważności:

Fe 3+ + SCN - = 2+

(kolor różowo-czerwony)

Przy oznaczaniu jodków wskaźnik dodaje się na koniec miareczkowania, aby uniknąć reakcji równoległych:

2Fe 3+ + 2I - = 2Fe 2+ + Ja 2

Zalety metody Volharda – możliwość miareczkowania:

W bardzo kwaśnych roztworach;

W obecności wielu kationów zakłócających oznaczenie metodą Mohra (kationy baru, ołowiu itp., które tworzyły barwne osady chromianów).

8. Merkurometria

Merkurometria to metoda miareczkowania strącania, która opiera się na wykorzystaniu reakcji tworzenia soli rtęci (I) Hg 2 2+, które są trudno rozpuszczalne przez osad:

2Cl - + Hg 2 2+ = Hg 2 Cl 2 Ї PR = 1,3H10 -18

2I - + Hg 2 2+ = Hg 2 I 2 Ї PR = 4,5 H10 -29

Titrant: drugi. st. Roztwór Hg 2 (NO 3) 2.

Standaryzacja: dla standardowego roztworu NaCl:

Hg 2 (NO 3) 2 + 2NaCl = Hg 2 Cl 2 Ї + 2NaNO 3

Wskaźniki: 1) roztwór tiocyjanianu żelaza(III) (czerwony do przebarwionego)

2Fe(SCN) 2+ + Hg 2 2+ = Hg 2 (SCN) 2 Ї + 2Fe 3+ ;

1-2% alkoholowy roztwór difenylokarbazonu (aż pojawi się niebieski kolor).

Aby uwzględnić objętość titranta zużytą na miareczkowanie wskaźnika, należy miareczkować „ślepą próbkę”:

2) Wskaźnik dodaje się przed końcem miareczkowania, gdyż jeśli zostanie dodany jako pierwszy, może nastąpić znacznie przed końcem miareczkowania. Tworzy się difenylokarbazyd rtęci (II), który daje niebieskie zabarwienie wcześniej niż miareczkowanie halogenku.

Substancje oznaczane: chlorki i jodki.

Medium: bardzo kwaśne (może wynosić do 5 mol/l H + jonów).

Wada: Sole rtęci (I) są bardzo toksyczne.

9. Sulfatometria

Sulfatometria jest metodą miareczkowania wytrącającego, która opiera się na wykorzystaniu reakcji tworzenia trudno rozpuszczalnych soli – siarczanów.

Czasami wyróżnia się barymetrię - metodę miareczkowania wytrącającego, która opiera się na wykorzystaniu reakcji tworzenia nierozpuszczalnych soli baru.

Metoda opiera się na reakcji powstawania osadu siarczanu baru:

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 Ї

zdefiniowany substancja titrantowa

Titranty: drugie. st. roztwory H 2 SO 4, Ba(NO 3) 2, BaCl 2.

Standaryzacja: roztwór H 2 SO 4 w Na 2 B 4 O 7 lub Na 2 CO 3 z oranżem metylowym; Ba(NO 3) 2 i BaCl 2 przez H 2 SO 4 z nitrchromazo lub ortanylem A.

Wskaźniki: stosuje się wskaźniki metalochromowe (zmieniają kolor w obecności jonów metali) - nitrchromazo (ortanyl C), ortanyl A. Wskaźniki te w roztworze zabarwiają się na różowo, a w obecności kationów baru na fioletowo.

Substancje oznaczone w miareczkowaniu bezpośrednim:

kwas siarczanowy - zawartość baru;

chlorek baru lub azotan baru - zawartość siarczanów.

Wniosek

Spośród miareczkowych metod analizy szeroko rozpowszechnione jest miareczkowanie redoks, którego zakres stosowania jest szerszy niż metod kwasowo-zasadowych czy kompleksometrycznych. Dzięki dużej różnorodności reakcji redoks metoda ta pozwala na oznaczenie dużej liczby różnych substancji, w tym także tych, które nie wykazują bezpośrednio właściwości redoks.

Permanganatometria służy do określenia całkowitej utlenialności wody i gleby. W tym przypadku wszystkie składniki organiczne (w tym kwasy huminowe gleb i wód naturalnych) reagują z jonem MnO4 w środowisku kwaśnym. Liczba milimolowych równoważników KMnO4 zastosowana do miareczkowania jest cechą charakterystyczną utleniania (w przypadku nadmanganianu).

Permanganatometria wykorzystywana jest także do analizy łatwo utlenionych związków organicznych (aldehydów, ketonów, alkoholi, kwasów karboksylowych: szczawiowego, winowego, cytrynowego, jabłkowego, a także grup hydrazowych). W przemyśle spożywczym permanganatometria może być stosowana do oznaczania zawartości cukru w produktach i surowcach spożywczych oraz zawartości azotynów w kiełbasach.

W przemyśle metalurgicznym metoda permanganatometrii stosowana jest do oznaczania zawartości żelaza w solach, stopach, metalach, rudach i krzemianach.

Listaliteratura

1. Chemia analityczna. Chemiczne metody analizy / wyd. O.M. Petrukina. M.: Chemia, 1992, 400 s.

2. Wasiliew V.P. Chemia analityczna. Za 2 godziny Część 1. Metody analizy grawimetryczne i miareczkowe. M.: Szkoła wyższa, 1989, 320 s.

3. Podstawy chemii analitycznej. W 2 książkach. Książka 2. Metody analizy chemicznej / wyd. Yu.A. Zołotowa. M.: Szkoła Wyższa, 2000, 494 s.

Opublikowano na Allbest.ru

...

Podobne dokumenty

Charakterystyczne cechy reakcji redoks. Schemat standardowej elektrody wodorowej. Równanie Nernsta. Teoretyczne krzywe miareczkowania. Wyznaczanie punktu równoważności. Wskaźniki redoks, permanganatometria.

praca na kursie, dodano 05.06.2011

Klasyfikacja metod miareczkowania redoks. Wskaźniki miareczkowania Redox. Permanganatometria, jodometria i dichromatometria. Barwienie form utlenionych i zredukowanych. Ustalanie punktu równoważności.

streszczenie, dodano 23.02.2011

Cechy metod miareczkowania redoks. Podstawowe wymagania dotyczące reakcji, stała równowagi. Charakterystyka rodzajów miareczkowania redoks, jego wskaźników i krzywych. Przygotowywanie i standaryzacja rozwiązań.

praca na kursie, dodano 25.12.2014

Klasyfikacja metod analizy miareczkowej. Istota metody „neutralizacji”. Przygotowanie roztworów roboczych. Obliczanie punktów i konstrukcja krzywych miareczkowania kwasowo-zasadowego i redoks. Zalety i wady jodometrii.

praca na kursie, dodano 17.11.2013

Klasyfikacja metod miareczkowania redoks. Czynniki wpływające na szybkość reakcji. Wskaźniki specyficzne i redoks. Istota permanganatometrii, jodometrii, dichromatometrii. Przygotowanie roztworu dwuchromianu potasu.

prezentacja, dodano 19.03.2015

Metoda miareczkowania kwasowo-zasadowego: koncepcja i treść, główne etapy i zasady realizacji, wymagania, główne warunki i możliwości zastosowania. Obliczanie pH roztworów. Konstrukcja krzywych miareczkowania. Wybór wskaźnika i jego uzasadnienie.

prezentacja, dodano 16.05.2014

Pojęcie analizy miareczkowej. Miareczkowanie redoks, jego rodzaje i warunki reakcji. Obliczanie punktów krzywej miareczkowania, potencjałów, konstrukcja krzywej miareczkowania. Dobór wskaźnika, obliczenie błędów miareczkowania wskaźnika.

praca na kursie, dodano 06.10.2012

Miareczkowa metoda analizy. Teoria bromatometrycznej metody analizy. Technika miareczkowania. Zalety i wady metody bromatometrycznej. Fenole. Oznaczanie fenolu. Reakcje chemiczne stosowane w metodach miareczkowych.

praca na kursie, dodano 26.03.2007

Klasyfikacja miareczkowania redoks; jego zastosowanie w analizie farmaceutycznej, w określaniu utlenialności wody i związków organicznych. Rozważenie miareczkowania redoks na przykładzie cerymetrii. Miareczkowanie soli żelaza siarczanem ceru.

praca na kursie, dodano 12.09.2012

Oznaczanie wody krystalizacyjnej w chlorku baru. Ustalanie miana roztworu roboczego kwasu solnego. Metoda miareczkowania kwasowo-zasadowego i redoks. Oznaczanie zawartości jonów w roztworze metodą analizy jakościowej.

Wyślij swoją dobrą pracę do bazy wiedzy jest prosta. Skorzystaj z poniższego formularza

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy wykorzystują bazę wiedzy w swoich studiach i pracy, będą Państwu bardzo wdzięczni.

Wysłany dnia http://www.allbest.ru/

Plan

1. Istota miareczkowania strąceniowego

2. Miareczkowanie argentometryczne

3. Miareczkowanie tiocyjanatometryczne

4. Zastosowanie miareczkowania strącającego

4.1 Przygotowanie standaryzowanego roztworu azotanu srebra

4.2 Przygotowanie standaryzowanego roztworu tiocyjanianu amonu

4.3 Oznaczanie zawartości chloru w próbce według Volharda

4.4 Oznaczanie zawartości trichlorooctanu sodu w preparacie technicznym

1. Istota opadówmiareczkowanie

Metoda łączy oznaczenia miareczkowe w oparciu o reakcje tworzenia słabo rozpuszczalnych związków. Do tych celów nadają się tylko niektóre reakcje spełniające określone warunki. Reakcja musi przebiegać ściśle według równania i bez procesów ubocznych. Powstały osad musi być praktycznie nierozpuszczalny i wypadać dość szybko, bez tworzenia roztworów przesyconych. Ponadto konieczna jest możliwość określenia punktu końcowego miareczkowania za pomocą wskaźnika. Wreszcie zjawisko adsorpcji (współstrącania) musi być wyrażone podczas miareczkowania na tyle słabo, aby wynik oznaczenia nie został zniekształcony.

Nazwy poszczególnych metod strącania pochodzą od nazw stosowanych roztworów. Metoda wykorzystująca roztwór azotanu srebra nazywana jest argentometrią. Metodą tą określa się zawartość jonów C1~ i Br~ w środowisku obojętnym lub lekko zasadowym. Tiocyjanatometria polega na zastosowaniu roztworu tiocyjanianu amonu NH 4 SCN (lub potasu KSCN) i służy do oznaczania śladowych ilości C1- i Br~, ale w roztworach silnie zasadowych i kwaśnych. Służy również do oznaczania zawartości srebra w rudach lub stopach.

Kosztowna metoda argentometryczna do oznaczania halogenów jest stopniowo zastępowana metodą merkurometryczną. W tym ostatnim stosuje się roztwór azotanu rtęci (I) Hg 2 (NO 3) 2.

Rozważmy bardziej szczegółowo miareczkowanie argentometryczne i tiocyjanatometryczne.

2. Miareczkowanie argentometryczne

Metoda opiera się na reakcji wytrącania jonów C1~ i Br~ przez kationy srebra z utworzeniem słabo rozpuszczalnych halogenków:

Cl-+Ag+=AgClb Br^- + Ag+= AgBr

W tym przypadku stosuje się roztwór azotanu srebra. Jeśli substancję bada się pod kątem zawartości srebra, stosuje się roztwór chlorku sodu (lub potasu). roztwór miareczkujący leku

Krzywe miareczkowania mają ogromne znaczenie dla zrozumienia metody argentometrii. Jako przykład rozważmy przypadek miareczkowania 10,00 ml 0,1 N. roztwór chlorku sodu 0,1 N. roztwór azotynu srebra (bez uwzględnienia zmian objętości roztworu).

Przed rozpoczęciem miareczkowania stężenie jonów chlorkowych w roztworze jest równe całkowitemu stężeniu chlorku sodu, tj. 0,1 mol/l lub = --lg lO-i = 1.

Gdy do miareczkowanego roztworu chlorku sodu doda się 9,00 ml roztworu azotanu srebra i wytrąci się 90% jonów chlorkowych, ich stężenie w roztworze spadnie 10-krotnie i wyniesie N0 ~ 2 mol/l, a pCl będzie równe do 2. Ponieważ wartość nPAgci= IQ- 10, stężenie jonów srebra będzie wynosić:

10-yu/[C1-] = Yu-Yu/10-2 = 10-8 M ol/l, OR pAg= -- lg = -- IglO-s = 8.

Wszystkie pozostałe punkty służące do skonstruowania krzywej miareczkowania oblicza się w podobny sposób. W punkcie równoważności pCl=pAg= = 5 (patrz tabela).

Tabela Zmiany pC\ i pAg podczas miareczkowania 10,00 ml 0,1 N. roztwór chlorku sodu 0,1 N. roztwór azotanu srebra

dodano roztwór AgNO 3,


9,99 10,00 (punkt równoważny) 10.01	ju-4 ju-5 ju-6.	yu- 6 yu- 5 yu-*

Przedział skoku podczas miareczkowania argentometrycznego zależy od stężenia roztworów i wartości iloczynu rozpuszczalności osadu. Im mniejsza wartość PR związku uzyskana w wyniku miareczkowania, tym szerszy jest odstęp skoków na krzywej miareczkowania i tym łatwiej jest zarejestrować punkt końcowy miareczkowania za pomocą wskaźnika.

Najbardziej powszechnym argentometrycznym oznaczaniem chloru jest metoda Mohra. Jego istota polega na bezpośrednim miareczkowaniu cieczy roztworem azotanu srebra ze wskaźnikiem chromianu potasu, aż biały osad zmieni kolor na brązowy.

Wskaźnik metody Mohra - roztwór K2CrO 4 z azotanem srebra daje czerwony osad chromianu srebra Ag 2 CrO 4, ale rozpuszczalność osadu (0,65-10 ~ 4 E/l) jest znacznie większa niż rozpuszczalność srebra chlorek (1,25X_X10 ~ 5 E/l). Dlatego też podczas miareczkowania roztworem azotanu srebra w obecności chromianu potasu czerwony osad chromianu srebra pojawia się dopiero po dodaniu nadmiaru jonów Ag+, gdy wszystkie jony chlorkowe zostały już wytrącone. W takim przypadku do analizowanej cieczy zawsze dodaje się roztwór azotanu srebra, a nie odwrotnie.

Możliwości zastosowania argentometrii są dość ograniczone. Stosuje się go tylko przy miareczkowaniu roztworów obojętnych lub lekko zasadowych (pH od 7 do 10). W środowisku kwaśnym osad chromianu srebra rozpuszcza się.

W roztworach silnie zasadowych azotan srebra rozkłada się z wydzieleniem nierozpuszczalnego tlenku Ag 2 O. Metoda nie nadaje się również do analizy roztworów zawierających jon NH^, ponieważ w tym przypadku tworzy się kompleks amoniaku + z kationem Ag + - analizowany roztwór nie powinien zawierać Ba 2 +, Sr 2+, Pb 2+, Bi 2+ i innych jonów wytrącających się z chromianem potasu. Niemniej jednak argentometria jest dogodna do analizy bezbarwnych roztworów zawierających jony C1~ i Br_.

3. Miareczkowanie tiocyjanatometryczne

Miareczkowanie tiocyjanatometryczne opiera się na wytrącaniu jonów Ag+ (lub Hgl+) tiocyjanianami:

Ag+ + SCN- = AgSCN|

Do oznaczenia wymagany jest roztwór NH4SCN (lub KSCN). Oznaczyć Ag+ lub Hgi+ metodą bezpośredniego miareczkowania roztworem tiocyjanianu.

Tiocyjanatometryczne oznaczanie halogenów wykonuje się tzw. metodą Volharda. Jego istotę można wyrazić na diagramach:

CI- + Ag+ (nadmiar) -* AgCI + Ag+ (pozostałość), Ag+ (pozostałość) + SCN~-> AgSCN

Innymi słowy, do cieczy zawierającej C1~ dodaje się nadmiar miareczkowanego roztworu azotanu srebra. Następnie pozostałość AgNO3 ponownie miareczkuje się roztworem tiocyjanianu i oblicza się wynik.

Wskaźnikiem metody Volharda jest nasycony roztwór NH 4 Fe(SO 4) 2 - 12H 2 O. O ile w miareczkowanej cieczy znajdują się jony Ag+, to dodane aniony SCN~ wiążą się z uwolnieniem osadu AgSCN, ale nie nie oddziałują z jonami Fe 3+. Natomiast po punkcie równoważności najmniejszy nadmiar NH4SCN (lub KSCN) powoduje powstawanie krwistoczerwonych jonów 2+ i +. Dzięki temu możliwe jest wyznaczenie punktu równoważnego.

Częściej niż argentometryczne stosuje się oznaczenia tiocyjanatometryczne. Obecność kwasów nie zakłóca miareczkowania metodą Volharda, a nawet przyczynia się do uzyskania dokładniejszych wyników, gdyż kwaśne środowisko hamuje hydrolizę soli Fe**. Metoda umożliwia oznaczenie jonu C1~ nie tylko w zasadach, ale także w kwasach. Oznaczenia nie utrudnia obecność Ba 2 +, Pb 2 +, Bi 3 + i niektórych innych jonów. Jeśli jednak analizowany roztwór zawiera utleniacze lub sole rtęci, wówczas zastosowanie metody Volharda staje się niemożliwe: utleniacze niszczą jon SCN, a kation rtęci go wytrąca.

Zasadowy roztwór testowy przed miareczkowaniem zobojętnia się kwasem azotowym, w przeciwnym razie jony Fe 3 + zawarte we wskaźniku wytrącą wodorotlenek żelaza (III).

4. Zastosowania miareczkowania strąceniowego

4.1 Przygotowanie standaryzowanego roztworu azotanu srebra

Podstawowymi wzorcami standaryzacji roztworu azotanu srebra są chlorki sodu lub potasu. Przygotuj mianowany roztwór chlorku sodu i około 0,02 N. roztworem azotanu srebra, standaryzować drugi roztwór do pierwszego.

Przygotowanie mianowanego roztworu chlorku sodu. Z chemicznie czystej soli przygotowuje się roztwór chlorku sodu (lub chlorku potasu). Równoważna masa chlorku sodu jest równa jego masie molowej (58,45 g/mol). Teoretycznie przygotować 0,1 l 0,02 n. roztwór wymaga 58,45-0,02-0,1 = 0,1169 g NaCl.

Pobrać na wagę analityczną próbkę chlorku sodu o masie około 0,12 g, przenieść do kolby miarowej o pojemności 100 ml, rozpuścić, uzupełnić wodą do kreski i dobrze wymieszać. Oblicz miano i normalne stężenie pierwotnego roztworu chlorku sodu.

Przygotowanie: 100 ml około 0,02 N. roztwór azotanu srebra. Azotan srebra jest odczynnikiem rzadkim i zwykle jego roztwory mają stężenie nie wyższe niż 0,05 N. 0,02 n jest całkiem odpowiednie do tej pracy. rozwiązanie.

Podczas miareczkowania argentometrycznego masa równoważna AgN0 3 jest równa masie molowej, tj. 169,9 g/mol. Dlatego 0,1 l 0,02 n. roztwór powinien zawierać 169,9-0,02-0,1 = 0,3398 g AgNO 3. Jednak pobieranie dokładnie tej próbki nie ma sensu, ponieważ dostępny w handlu azotan srebra zawsze zawiera zanieczyszczenia. Odważyć w skali technochemicznej około 0,34 - 0,35 g azotanu srebra; Roztwór z niewielką ilością wody odważyć do kolby miarowej o pojemności 100 ml i uzupełnić wodą, roztwór przechowywać w kolbie, owinąć w czarny papier i przelać do kolby z ciemnego szkła, srebrnej i przygotować do miareczkowania. Przepłukać pipetę roztworem chlorku sodu i przenieść 10,00 ml roztworu do kolby stożkowej. Dodać 2 krople nasyconego roztworu chromianu potasu i ostrożnie, kropla po kropli, miareczkować roztworem azotanu srebra, cały czas mieszając. Upewnij się, że kolor mieszaniny zmienił się z żółtego na czerwonawy pod wpływem jednej nadmiarowej kropli azotanu srebra. Po 2-3 krotnym powtórzeniu miareczkowania należy wyciągnąć średnią ze zbieżnych odczytów i obliczyć normalne stężenie roztworu azotanu srebra.

Załóżmy, że dla miareczkowania 10,00 ml 0,02097 n. roztworu chlorku sodu, stosowano średnio 10,26 ml roztworu azotanu srebra. Następnie

A^ AgNOj. 10,26 = 0,02097. 10,00, przy AgNO = 0,02097- 10,00/10,26 = 0,02043

Jeżeli zamierza się oznaczyć zawartość C1~ w próbce, należy dodatkowo obliczyć miano roztworu azotanu srebra w stosunku do chloru: T, - = 35,46-0,02043/1000 = 0,0007244 g/ml, „l oznacza to, że 1 ml roztworu azotanu srebra odpowiada 0,0007244 g miareczkowanego chloru.

4.2 Przygotowanie standaryzowanego roztworu tiocyjanianu amonuI

Roztworu NH 4 SCN lub KSCN o dokładnie znanym mianie nie można przygotować poprzez rozpuszczenie próbki, gdyż sole te są bardzo higroskopijne. Dlatego przygotowuje się roztwór o przybliżonym normalnym stężeniu i dostosowuje go do standaryzowanego roztworu azotanu srebra. Wskaźnikiem jest nasycony roztwór NH 4 Fe(SO 4) 2 - 12H 2 O. Aby zapobiec hydrolizie soli Fe, do samego wskaźnika i do analizowanego roztworu przed miareczkowaniem dodaje się 6 N. kwas azotowy.

Przygotowanie: 100 ml około 0,05 N. roztwór tiocyjanianu amonu. Masa równoważna NH4SCN jest równa jego masie molowej, tj. 76,12 g/mol. Dlatego 0,1 l 0,05 n. roztwór powinien zawierać 76,12,0,05-0,1=0,3806 g NH4SCN.

Pobrać na wagę analityczną próbkę o masie około 0,3-0,4 g, przenieść do kolby o pojemności 100 ml, rozpuścić, uzupełnić wodą do kreski i wymieszać.

Standaryzacja roztworu tiocyjanianu amonu azotanem srebra. Przygotuj biuretę do miareczkowania roztworem NH 4 SCN. Opłucz pipetę roztworem azotanu srebra i odmierz jego 10,00 ml do kolby stożkowej. Dodać 1 ml roztworu NH 4 Fe(SO 4)2 (wskaźnik) i 3 ml. 6 rz. kwas azotowy. Powoli, ciągle wstrząsając, wlać z biurety roztwór NH 4 SCN. Zakończyć miareczkowanie po pojawieniu się brązowo-różowego zabarwienia 2+, które nie znika przy energicznym wstrząsaniu.

Powtórz miareczkowanie 2-3 razy, weź średnią ze zbieżnych odczytów i oblicz normalne stężenie NH4SCN.

Załóżmy, że dla miareczkowania 10,00 ml 0,02043 n. roztworu azotanu srebra, stosowano średnio 4,10 ml roztworu NH4SCN.

4.3 Definicjatreśćchloru w próbce według Volharda

Halogeny Volharda oznacza się przez miareczkowanie pozostałości azotanu srebra roztworem NH4SCN. Jednakże dokładne miareczkowanie jest w tym przypadku możliwe tylko wtedy, gdy zostaną podjęte środki zapobiegające (lub spowalniające) reakcji pomiędzy chlorkiem srebra i nadmiarem tiocyjanianu żelaza:

3AgCI + Fe (SCN) 3 = SAgSCNJ + FeCl 3

w którym kolor pojawiający się jako pierwszy stopniowo zanika. Najlepiej odfiltrować osad AgCl przed miareczkowaniem nadmiaru azotanu srebra roztworem NH4SCN. Czasami jednak zamiast tego do roztworu dodaje się trochę cieczy organicznej, która nie miesza się z wodą i niejako izoluje osad ApCl od nadmiaru azotanów.

Metoda oznaczania. Weź probówkę z roztworem analitu zawierającym chlorek sodu. Próbkę substancji rozpuścić w kolbie miarowej o pojemności 100 ml i za pomocą wody uzupełnić objętość roztworu do kreski (stężenie chlorków w roztworze nie powinno przekraczać 0,05 N).

Odpipetować 10,00 ml roztworu badawczego do kolby stożkowej, dodać 3 ml 6 N. kwasu azotowego i wlać z biurety znany nadmiar roztworu AgNO 3, np. 18,00 ml. Następnie odfiltrować osad chlorku srebra. Miareczkować pozostały azotan srebra roztworem NH4SCN, jak opisano w poprzednim akapicie. Po powtórzeniu oznaczenia 2-3 razy należy przyjąć średnią. Jeżeli osad chlorku srebra został odfiltrowany, należy go przemyć, a do przesączu dodać wodę z przemywania.

Załóżmy, że masa próbki wynosiła 0,2254 g. Do 10,00 ml analizowanego roztworu dodano 18,00 ml 0,02043 N. roztwór azotanu srebra. Do miareczkowania nadmiaru użyto 5,78 ml * 0,04982 N. Roztwór NH4SCN.

Najpierw obliczmy, jaka objętość wynosi 0,02043 n. roztwór azotanu srebra odpowiada 5,78 ml 0,04982 N zużytego na miareczkowanie. Roztwór NH4SCN:

dlatego do wytrącenia jonu C1~ użyto 18,00 - 14,09 = 3,91 ml 0,2043 N. roztwór azotanu srebra. Stąd łatwo jest znaleźć normalne stężenie roztworu chlorku sodu.

Ponieważ równoważna masa chloru wynosi 35,46 g/mol*, całkowita masa chloru w próbce wynosi:

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%

Metodę Volharda stosuje się także do oznaczania zawartości jonów Br~ i I-. W tym przypadku nie jest konieczne odfiltrowywanie wydzieleń bromku lub jodku srebra. Należy jednak wziąć pod uwagę, że jon Fe 3 + utlenia jodki do wolnego jodu. Dlatego wskaźnik dodaje się po wytrąceniu wszystkich jonów I- przez azotan srebra.

4.4 Oznaczanie zawartości trichluOracetan sodu| w przygotowaniu technicznym (dla chloru)

Techniczny trichlorooctan sodu (TCA) to herbicyd przeznaczony do zabijania chwastów zbóż. Jest to biała lub jasnobrązowa substancja krystaliczna, dobrze rozpuszczalna w wodzie. Według Volharda najpierw określa się udział masowy organicznych związków chlorkowych, a następnie po zniszczeniu chloru. Z różnicy wynika ułamek masowy (%) chloru trichlorooctanu sodu.

Oznaczanie udziału masowego (%) nieorganicznych związków chloru. Dokładnie odważoną porcję leku (2-2,5 g) umieścić w kolbie miarowej o pojemności 250 ml, rozpuścić, doprowadzić roztwór do kreski wodą i wymieszać. Odpipetować 10 ml roztworu do kolby stożkowej i dodać 5-10 ml stężonego kwasu azotowego.

Dodać z biurety 5 lub 10 ml 0,05 N. roztworem azotanu srebra i miareczkować nadmiar 0,05 N. roztwór NH 4 SCN w obecności NH 4 Fe(SO 4) 2 (wskaźnik).

Oblicz udział masowy (%) chloru (x) związków nieorganicznych, korzystając ze wzoru

(V-l/i) 0,001773-250x100

gdzie V jest objętością dokładnie 0,05 N. Roztwór AgNO 3 pobrany do analizy; Vi -- objętość dokładnie 0,05 N. Roztwór NH 4 SCN, stosowany do miareczkowania nadmiaru AgNO 3; t – próbka trichlorooctanu sodu; 0,001773 - masa chloru odpowiadająca 1 ml 0,05 N. Roztwór AgNO. Oznaczanie udziału masowego (%) chloru całkowitego. Do kolby stożkowej pobrać 10 ml wcześniej przygotowanego roztworu, dodać 10 ml roztworu o udziale masowym NaOH 30% i 50 ml wody. Kolbę podłączyć do chłodnicy zwrotnej i gotować jej zawartość przez 2 h. Pozostawić ciecz do ostygnięcia, przepłukać chłodnicę wodą, zbierając do tej samej kolby wodę płuczącą. Do roztworu dodać 20 ml rozcieńczonego (1:1) kwasu azotowego i dodać z biurety 30 ml 0,05 N. roztwór azotanu srebra. Miareczkować nadmiar azotanu srebra do 0,05 N. roztwór NH4SCN w obecności NH4Fe(SO4)2. Obliczyć ułamek masowy (%) całkowitego chloru (xi), korzystając z powyższego wzoru. Znajdź udział masowy (%) trichlorooctanu sodu w preparacie (x^), korzystając ze wzoru

x2 = (x1 - x) (185,5/106,5),

gdzie 185,5 to masa molowa trichlorooctanu sodu; 106,5 - masa chloru zawarta w masie molowej trichlorooctanu sodu.

Opublikowano na Allbest.ru

...

Podobne dokumenty

Istota i klasyfikacja metod miareczkowania kwasowo-zasadowego, zastosowanie wskaźników. Cechy miareczkowania kompleksometrycznego. Analiza metod miareczkowania strąceniowego. Wykrywanie punktu końcowego miareczkowania. Pojęcie argenometrii i ticyjanometrii.

test, dodano 23.02.2011

Kolejność obliczania krzywej miareczkowania roztworu kwasu solnego roztworem słabej zasady wodorotlenku amonu. Konstrukcja krzywej miareczkowania, wyznaczanie punktu równoważności i bezpośredniej neutralności. Wybór wskaźnika i obliczenie jego błędu.

test, dodano 01.03.2016

Oznaczanie zawartości nośników zasadowości w roztworze węglanu sodu metodą bezpośredniego miareczkowania kwasowo-zasadowego. Matematyczne wyrażenie prawa ekwiwalentów. Konstrukcja całkowych i różnicowych krzywych miareczkowania potencjometrycznego.

praca laboratoryjna, dodano 15.02.2012

Pojęcie i rodzaje analizy miareczkowej. Charakterystyka czynników kompleksujących i wskaźników. Przygotowanie miareczkowanego roztworu do miareczkowania kompleksometrycznego. Metody badania glinu, bizmutu, ołowiu, magnezu, cynku.

praca na kursie, dodano 13.01.2013

Metoda miareczkowania potencjometrycznego. Miareczkowanie kwasowo-zasadowe. Wyznaczanie punktu końcowego miareczkowania. Metodyka prowadzenia miareczkowania potencjometrycznego. Miareczkowanie potencjometryczne, stosowane instrumenty i przetwarzanie wyników analiz.

praca na kursie, dodano 24.06.2008

prezentacja, dodano 19.03.2015

Obliczanie błędów wskaźników dla wybranych wskaźników, krzywa miareczkowania 25 ml 0,05 M roztworu CH3COOH za pomocą 0,05 M roztworu KOH. Wskaźniki kwasowo-zasadowe. Etapy miareczkowania: punkt początkowy, obszar przed punktem i obszar za punktem równoważności.

test, dodano 18.12.2013

praca na kursie, dodano 25.12.2014

praca na kursie, dodano 06.10.2012

Klasyfikacja metod analizy miareczkowej

Chemia analityczna

Metody analizy miareczkowej można klasyfikować ze względu na charakter reakcji chemicznej będącej podstawą oznaczania substancji oraz metodę miareczkowania.

Ze swej natury reakcje stosowane w analizie miareczkowej należą do różnych typów - reakcji kombinacji jonów i reakcji utleniania-redukcji. Zgodnie z tym oznaczenia miareczkowe można podzielić na następujące główne metody: metoda miareczkowania kwasowo-zasadowego (neutralizacji), metoda wytrącania i kompleksowania, metoda utleniania i redukcji.

Metoda miareczkowania kwasowo-zasadowego (neutralizacji). Obejmuje to definicje oparte na oddziaływaniu kwasów i zasad, tj. dla reakcji neutralizacji:

Metodą miareczkowania kwasowo-zasadowego (neutralizacją) określa się ilość kwasów (alkalimetria) lub zasad (kwasymetria) w danym roztworze, ilość soli słabych kwasów i słabych zasad oraz substancji reagujących z tymi solami . Zastosowanie rozpuszczalników niewodnych (alkoholi, acetonu itp.) umożliwiło poszerzenie zakresu substancji, które można oznaczyć tą metodą.

Metody wytrącania i kompleksowania. Obejmuje to oznaczenia miareczkowe oparte na wytrącaniu się konkretnego jonu w postaci słabo rozpuszczalnego związku lub jego wiązaniu w lekko zdysocjowany kompleks.

Metody utleniania - redukcji (redoksymetria). Metody te opierają się na reakcjach utleniania i redukcji. Nazwy ich zwykle zależą od użytego miareczkowanego roztworu odczynnika, na przykład:

permanganatometria, która wykorzystuje reakcje utleniania z nadmanganianem potasu KMnO4;

jodometria, która wykorzystuje reakcje utleniania jodem lub redukcję jonami I;

bichromatometria, która wykorzystuje reakcje utleniania z dwuchromianem potasu K2Cr2O7;

bromatometria, która wykorzystuje reakcje utleniania z bromianem potasu KBrO3.

Do metod oksydacyjno-redukcyjnych zalicza się także cerymetrię (utlenianie jonami Ce4+), wanadometrię (utlenianie jonami VO3), tytanometrię (redukcja jonami T13+). Zgodnie z metodą miareczkowania wyróżnia się następujące metody.

Metoda miareczkowania bezpośredniego. W tym przypadku oznaczany jon miareczkuje się roztworem odczynnika (lub odwrotnie).

Metoda substytucyjna. Metodę tę stosuje się, gdy z tego czy innego powodu trudno jest określić punkt równoważności, na przykład podczas pracy z substancjami niestabilnymi itp.

Metoda miareczkowania wstecznego (miareczkowanie pozostałości). Metodę tę stosuje się, gdy nie ma odpowiedniego wskaźnika lub gdy główna reakcja nie przebiega bardzo szybko. Na przykład, aby oznaczyć CaCO3, próbkę substancji traktuje się nadmiarem miareczkowanego roztworu kwasu solnego:

Niezależnie od metody zastosowanej do jej określenia, zawsze przyjmuje się, że:

1) dokładny pomiar objętości jednego lub obu roztworów reagujących;

2) obecność miareczkowanego roztworu, za pomocą którego przeprowadza się miareczkowanie;

3) obliczenie wyników analizy.

Zgodnie z tym, zanim przejdziemy do rozważań na temat poszczególnych metod analizy miareczkowej, skupimy się na pomiarach objętości, obliczaniu stężeń i przygotowywaniu miareczkowanych roztworów, a także na obliczeniach do oznaczeń miareczkowych.

Punkt równoważności

Punkt równoważności (w analizie miareczkowej) to punkt miareczkowania, w którym liczba równoważników dodanego titranta jest równa lub równa liczbie równoważników analitu w próbce. W niektórych przypadkach obserwuje się kilka punktów równoważności jeden po drugim, na przykład podczas miareczkowania kwasów wielozasadowych lub miareczkowania roztworu, w którym znajduje się kilka oznaczanych jonów.

Wykres krzywej miareczkowania zawiera jeden lub więcej punktów przegięcia odpowiadających punktom równoważności.

Za punkt końcowy miareczkowania (podobny do punktu równoważności, ale nie taki sam) uważa się moment, w którym wskaźnik zmienia kolor podczas miareczkowania kolorymetrycznego.

Metody wyznaczania punktu równoważności

Korzystanie ze wskaźników

Są to substancje, które zmieniają swoją barwę w wyniku procesów chemicznych. Wskaźniki kwasowo-zasadowe, takie jak fenoloftaleina, zmieniają kolor w zależności od pH roztworu, w którym się znajdują. Wskaźniki redoks zmieniają kolor pod wpływem zmiany potencjału układu i dlatego są wykorzystywane w miareczkowaniach redoks. Przed rozpoczęciem miareczkowania należy dodać kilka kropli wskaźnika do roztworu testowego i rozpocząć dodawanie kropla po kropli titranta. Gdy tylko roztwór zmieni kolor zgodnie ze wskaźnikiem, miareczkowanie zostaje zatrzymane; ten moment jest w przybliżeniu punktem równoważności.

Zasada doboru wskaźnika jest taka, że przy miareczkowaniu stosuje się wskaźnik, który zmienia swoją barwę w pobliżu punktu równoważności, tj. Przedział przejścia barwy wskaźnika powinien w miarę możliwości pokrywać się ze skokiem miareczkowania.

Potencjometria

W tym przypadku stosuje się urządzenie do pomiaru potencjału elektrody roztworu. Po osiągnięciu punktu równoważności potencjał elektrody roboczej zmienia się gwałtownie.

Korzystanie z pehametrów

Pehametr to także zasadniczo potencjometr, w którym wykorzystuje się elektrodę, której potencjał zależy od zawartości jonów H+ w roztworze; jest to przykład zastosowania elektrody jonoselektywnej. W ten sposób można monitorować zmiany pH podczas całego procesu miareczkowania. Po osiągnięciu punktu równoważności pH zmienia się radykalnie. Metoda ta jest dokładniejsza niż miareczkowanie przy użyciu wskaźników kwasowo-zasadowych i można ją łatwo zautomatyzować.

Przewodność

Przewodność roztworu elektrolitu zależy od występujących w nim jonów. Podczas miareczkowania przewodność często zmienia się znacząco (na przykład podczas miareczkowania kwasowo-zasadowego jony H+ i OH− reagują, tworząc obojętną cząsteczkę H2O, powodując zmianę przewodności roztworu). Ogólna przewodność roztworu zależy również od innych obecnych jonów (na przykład przeciwjonów), które w różny sposób przyczyniają się do niej. To z kolei zależy od ruchliwości każdego jonu i od całkowitego stężenia jonów (siły jonowej). Pod tym względem przewidywanie zmian przewodności jest znacznie trudniejsze niż jej pomiar.

Zmiana koloru

Kiedy zachodzą pewne reakcje, zmiana koloru następuje nawet bez dodania wskaźnika. Najczęściej obserwuje się to podczas miareczkowania redoks, gdzie materiały wyjściowe i produkty reakcji mają różne kolory na różnych stopniach utlenienia.

Opad atmosferyczny

Jeśli podczas reakcji wytworzy się stała, nierozpuszczalna substancja, pod koniec miareczkowania wytrąci się osad. Klasycznym przykładem takiej reakcji jest powstawanie wysoce nierozpuszczalnego chlorku srebra AgCl z jonów Ag+ i Cl−. Co zaskakujące, nie pozwala to na dokładne określenie punktu końcowego miareczkowania, dlatego miareczkowanie wytrącające jest najczęściej stosowane jako miareczkowanie wsteczne.

Miareczkowanie kalorymetryczne izotermiczne

Stosuje się izotermiczny kalorymetr miareczkowy, który na podstawie ilości ciepła wydzielonego lub pochłoniętego przez reagujący układ wyznacza punkt równoważności. Metoda ta jest ważna w przypadku miareczkowania biochemicznego, na przykład w celu określenia, w jaki sposób substrat enzymu wiąże się z enzymem.

Miareczkowanie termometryczne

Miareczkowanie termometryczne jest niezwykle elastyczną techniką. Różni się ona od miareczkowania kalorymetrycznego tym, że do określenia ilości substancji zawartej w badanym roztworze próbki nie wykorzystuje się ciepła reakcji, wyrażanego spadkiem lub wzrostem temperatury. Natomiast punkt równoważności wyznacza się na podstawie regionu, w którym następuje zmiana temperatury. W zależności od tego, czy reakcja pomiędzy titrantem i substancją badaną jest egzotermiczna czy endotermiczna, temperatura podczas miareczkowania odpowiednio wzrośnie lub spadnie. Kiedy cała badana substancja przereaguje z titrantem, zmiana obszaru, w którym temperatura wzrasta lub spada, pozwala na określenie punktu równoważności i zagięcia krzywej temperatury. Dokładny punkt równoważności można wyznaczyć, biorąc drugą pochodną krzywej temperatury: wyraźny pik wskaże punkt równoważności.

Spektroskopia

Punkt równoważności można wyznaczyć mierząc absorpcję światła przez roztwór podczas miareczkowania, jeśli znane jest widmo produktu, titranta lub badanej substancji. Względna zawartość produktu reakcji i substancji badanej pozwala na określenie punktu równoważności. W tym przypadku obecność wolnego titranta (wskazującego na zakończenie reakcji) można wykryć już przy bardzo małych wartościach.

Amperometria

Metoda pozwalająca na wyznaczenie punktu równoważności na podstawie wartości prądu przy danym potencjale. Wielkość prądu powstałego w wyniku reakcji utleniania/redukcji badanej substancji lub produktu na elektrodzie roboczej zależy od ich stężenia w roztworze. Punkt równoważności odpowiada zmianie bieżącej wartości. Metoda ta jest najbardziej przydatna, gdy konieczne jest zmniejszenie zużycia titranta, na przykład podczas miareczkowania halogenków jonem Ag+.

Miareczkowanie w przód i w tył.

W najprostszej wersji miareczkowania analit oddziałuje bezpośrednio z titrantem. Ilość analitu oblicza się na podstawie stężenia molowego titranta, objętości wymaganej do osiągnięcia punktu równoważności oraz stechiometrii reakcji pomiędzy analitem i titrantem.

Podczas miareczkowania wstecznego analit nie reaguje z titrantem, ale z innym odczynnikiem obecnym w nadmiarze. Następnie nadmiar określa się poprzez miareczkowanie. Jeżeli znana jest początkowa ilość odczynnika i określony jest jej nadmiar, to różnicą między nimi jest ilość odczynnika, która weszła w reakcję z oznaczaną substancją.

Miareczkowanie wsteczne stosuje się na przykład wtedy, gdy stała równowagi reakcji miareczkowania w przód jest zbyt mała. Inne powody stosowania miareczkowania wstecznego to brak odpowiedniej metody wskazującej lub niewystarczająca szybkość reakcji miareczkowania bezpośredniego.

Miareczkowanie substytucyjne.

Do analizowanego roztworu zawierającego oznaczane jony metali dodaje się kompleks magnezu MgY2-. Ponieważ jest on mniej stabilny niż oznaczany kompleks jonu metalu z kompleksonem, wówczas zachodzi reakcja podstawienia i uwalnia się jon Mg2+.

Następnie jon Mg2+ miareczkuje się kompleksonem III w obecności czerni eriochromowej T.

Na podstawie objętości EDTA zużytej podczas miareczkowania obliczana jest masa oznaczanego jonu metalu. Ta metoda miareczkowania jest możliwa tylko wtedy, gdy oznaczane związki kompleksowe metali są trwalsze niż kompleks magnezu.

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Istota metody i jej zalety

Analiza miareczkowa opiera się na precyzyjnym pomiarze objętości substancji wchodzących w reakcję chemiczną; jest jedną z metod analizy ilościowej.

Nazywa się proces powolnego dodawania titranta do roztworu analitu w celu określenia punktu równoważności miareczkowanie. Titrant– roztwór o dokładnie znanym stężeniu.

Punkt równoważności– moment miareczkowania, w którym zostaje osiągnięty równoważny stosunek reagentów.

Punkt równoważności (tj.) określa się poprzez zmianę koloru wskaźnika (wskaźnika chemicznego) lub za pomocą wskaźników instrumentalnych, urządzeń rejestrujących zmiany niektórych właściwości ośrodka podczas procesu miareczkowania.

Wskaźniki- są to substancje, które pod wpływem zmiany środowiska zmieniają swoją strukturę i właściwości fizyczne. W obszarze punktu równoważności wskaźnik zmienia kolor, tworzy osad lub powoduje inny zauważalny efekt. Za pomocą wskaźników, które możesz ustawić punkt końcowy miareczkowania(kt.t.t.) – moment miareczkowania, w którym obserwuje się zmianę barwy wskaźnika. Idealnie, tj. i kt.t.t. pokrywają się, ale w warunkach praktycznych istnieje między nimi pewna różnica. Im większa jest ta różnica, tym większy błąd miareczkowania, przy pozostałych czynnikach niezmienionych, dlatego należy tak dobrać wskaźnik, aby różnica pomiędzy tj. i t.k.t. był minimalny.

Po osiągnięciu punktu równoważności miareczkowanie zostaje zakończone i odnotowana zostaje objętość roztworu użytego do tej reakcji. Dlatego w miareczkowej metodzie analizy niezwykle ważne jest dokładne określenie punktu równoważności.

Oznaczanie ilościowe metodą miareczkową analizy przeprowadza się dość szybko, co pozwala na wykonanie kilku równoległych oznaczeń i uzyskanie dokładniejszej średniej arytmetycznej. Wszystkie obliczenia miareczkowej metody analizy opierają się na prawie równoważników.

DO reakcje stosowanych w ilościowej analizie wolumetrycznej przedstawia się: wymagania:

2. Reakcja musi przebiegać bez reakcji ubocznych.

3. Reakcja musi przebiegać z dość dużą szybkością.

4. Musi istnieć sposób ustalenia punktu równoważności. Koniec reakcji należy określić dość łatwo i prosto.

Zalety analizy miareczkowej:

1) szybkość ustalania;

2) prostota wyposażenia;

3) możliwość automatyzacji;

4) dokładność – błąd względny 0,1 – 0,01%.

Miareczkową metodę analizy stosuje się do oznaczania substancji nieorganicznych i organicznych. Miareczkowanie można przeprowadzić w środowisku wodnym i niewodnym.

Przy przeprowadzaniu analizy ilościowej konieczne jest:

Wszystkie procedury analityczne powinny być przeprowadzane z niezwykłą precyzją i dokładnością;

Objętość roztworów mierzy się z dokładnością 0,01 - 0,02 cm 3;

Ja używam titranta o stężeniu 0,1 N;

Substancje odważa się z dokładnością do czwartego miejsca po przecinku i nie mniej niż 0,2 g;

Niezbędna jest kalibracja i konfiguracja przyrządów;

Wyniki analizy poddawane są obróbce matematycznej.

Zasady miareczkowania

1. Należy ustalić miano roztworu wzorcowego i zastosować ten sam roztwór w obecności tego samego wskaźnika.

2. Do miareczkowania należy zawsze pobierać tę samą ilość wskaźnika i powtarzać miareczkowanie oznaczanej substancji kilka razy, aż do uzyskania trzech bardzo zbieżnych wyników.

3. Z reguły nie należy przyjmować więcej niż 1-2 kropli wskaźnika, nie zapominając, że wskaźnikami stosowanymi w metodzie neutralizacji są same kwasy lub zasady. Część roztworu titranta jest również zużywana do ich neutralizacji.

4. Zawsze miareczkuj do tego samego odcienia koloru roztworu, używając do miareczkowania tych samych objętości miareczkowanego roztworu, jeśli to możliwe.

5. Należy wybrać wskaźnik, który zmienia kolor w pobliżu punktu równoważności.

Metody miareczkowania

Miareczkowa metoda analizy wykorzystuje różne rodzaje reakcji chemicznych. W zależności od charakteru zastosowanej reakcji chemicznej wyróżnia się następujące metody analizy miareczkowej:

Miareczkowanie kwasowo-zasadowe(protolitometria) – metoda opiera się na reakcji zobojętniania (H + + OH – = H 2 O); punkt równoważności wyznacza się za pomocą wskaźników, które zmieniają swój kolor w zależności od reakcji otoczenia. W zależności od charakteru titranta metodę dzieli się na:

Miareczkowanie kwasometryczne (kwas miareczkowy - HC1 lub H 2 SO 4);

Miareczkowanie alkaliczne (titrat – zasada – NaOH lub Ba(OH) 2);

Miareczkowanie wytrącające(sedymetria) – opiera się na reakcjach wymiany, w których oznaczany jon (pierwiastek) przechodzi w osad:

W zależności od roztworu roboczego (titranta) metodę dzieli się na:

Miareczkowanie argentometryczne (titrat – AgNO 3);

Miareczkowanie rodanometryczne (titrant NH 4 SCN lub KSCN);

Miareczkowanie merkurometryczne (titranta HgNO 3).

Miareczkowanie kompleksometryczne lub kompleksometria - służy do oznaczania kationów i anionów zdolnych do tworzenia lekko zdysocjowanych jonów kompleksowych:

Redoks miareczkowanie lub redoksymetria - metoda opiera się na reakcji redoks pomiędzy roztworem roboczym a analitem:

Do tej grupy zaliczają się:

Miareczkowanie permanganatometryczne (titrat – KMnO 4);

Miareczkowanie chromatometryczne (titrat - K 2 Cr 2 O 7);

Miareczkowanie jodometryczne (titrat I 2 lub KI)

Miareczkowanie bromatometryczne (titrant IBrO 3)

Miareczkowanie wanadatometryczne (titrant NH 4 VO 3) itp.

Formy miareczkowania. Miareczkowa metoda analizy – na czym polega? Specyfika badań miareczkowych

Wyślij swoją dobrą pracę do bazy wiedzy jest prosta. Skorzystaj z poniższego formularza

Podobne dokumenty

Wyślij swoją dobrą pracę do bazy wiedzy jest prosta. Skorzystaj z poniższego formularza

Podobne dokumenty

Najnowszy

Musisz to wiedzieć