Определение хлороводородной и борной кислот при совместном присутствии

Константа кислотности борной кислоты H₃BO₃ настолько мала

(5,8  10^-10), что в обычных условиях ее нельзя титровать щелочью, поэтому в смеси кислот HCl и H₃BO₃ концентрация ионов Н⁺ практически равна концентрации HCl (индикатор метиловый оранжевый). Однако при взаимодействии с глицерином борная кислота образует комплекс, кислотные свойства которого значительно сильнее:

Эту комплексную кислоту уже можно оттитровать щелочью (индикатор фенолфталеин). При титровании смеси кислот вначале титруется HCl, а затем H₃BO₃.

Х о д а н а л и з а

Пипетку смеси кислот переносят из мерной колбы в колбу для титрования, добавляют 1 каплю метилового оранжевого и титруют рабочим раствором щелочи до перехода окраски из розовой в желтую. Записывают показания бюретки (V₁). К раствору в колбе добавляют 5 мл глицерина, хорошо перемешивают, прибавляют 6–7 капель фенолфталеина и продолжают титрование до перехода окраски раствора из желтой в оранжево-красную. Вновь добавляют глицерин (3–5 мл), и, если оранжево-красная окраска исчезнет, продолжают титрование до ее появления. Записывают новое показание бюретки (V₂). Титрование повторяют не менее трех раз, находят средние значения V₁ и V₂.

Расчет результатов анализа. Объем V₁ соответствует концентрации хлороводородной кислоты в растворе. Объем щелочи, затраченный на титрование H₃BO₃, находят по разности V₂ – V₁. Следовательно:

Окислительно – восстановительное титрование

Методы окислительно-восстановительного титрования принято классифицировать по применяемому в качестве титранта окислителю или восстановителю. Важнейшие из этих методов следующие:

Перманганатометрия. Титрант – окислитель KMnO₄. Основная реакция:

MnO₄^- + 8H⁺ + 5e  Mn²⁺ + 4H₂O

Хроматометрия. Титрант – окислитель K₂Cr₂O₇. Основная реакция:

Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6e  2Cr³⁺ + 7H₂O

Церийметрия. Титрант – окислитель Ce(SO₄)₂. Основная реакция:

Ce⁴⁺ + e  Ce³⁺

Броматометрия. Титрант – окислитель KBrO₃. Основная реакция:

BrO₃^- + 6H⁺ + 6e  Br^- + 3H₂O

Иодатометрия. Титрант – окислитель KIO₃. Основная реакция:

IO₃^- + 6H⁺ + 6e  I^- + 3H₂O

Иодиметрия. Титрант – окислитель I₂ (комплекс I₃^-). Основная реакция:

I₂ + 2e  2I^- (I₃^- + 2e  3I^-).

Иодометрия. Титрант – восстановитель тиосульфат натрия Na₂S₂O₃, который служит для титрования заместителя I₂ (после добавления избыточного количества KI) или для титрования избытка I₂ в методе обратного титрования. Основная реакция:

2S₂O₃^2- + I₂  S₄O₆^2- + 2I^-

Иногда вместо тиосульфата натрия применяют мышьяковистую кислоту H₃AsO₃.

В качестве титрантов используют также стандартные растворы солей железа (II) и (III), титана (III) и некоторые другие.

Лабораторная работа № 3 Тема: «перманганатометрия»

Перманганаты применяют в качестве титранта в сильнокислой среде, стандартный электродный потенциал для полуреакции восстановления перманганата

MnO₄^- + 8H⁺ + 5e  Mn²⁺ + 4H₂O

⁰(MnO₄^-/Mn²⁺) = 1,51 В, что говорит о высокой окислительной способности перманганат-иона в сильнокислой среде.

Однако высокое значение электродного потенциала перманганата имеет и отрицательную сторону: перманганат окисляет хлорид- ион (⁰ (CI₂/CI^-) = 1,36 В), и поэтому титрование перманганатом невозможно в хлороводородной кислоте. Обычно титрование перманганатом проводят в присутствии серной кислоты.

Окисление перманганатом в сильнокислой среде обычно протекает достаточно быстро, но в некоторых случаях (например, в реакции со щавелевой кислотой) для ускорения реакции требуются нагревание и катализатор.

В слабокислой, нейтральной среде окисление перманганатом идет иначе – с образованием оксида марганца(IV) MnO₂:

MnO₄^- + 4H⁺ + 3e  MnO₂ + 2H₂O.

Титровать перманганатом в нейтральной среде не следует, так как выпадает бурый осадок MnO₂, который мешает установить точку эквивалентности. Однако в отдельных случаях это титрование применяют (обычно без индикатора).

В сильнощелочной среде восстановление перманганата происходит до манганат-иона:

MnO₄^- + e  MnO₄^2-.