Расчетный и графический способы обнаружения к т т.

Зная прибавленное число капель (N), вычисляют объем одной капли (см³):

Vx = (V₂-V₁) : N

Объем раствора реагента, точно отвечающего КТТ (V_ктт) вычисляют по формуле:

(V_ктт) = V₁+ (m + n : 2)· Vк

где т — число капель, прибавленных до скачка потенциала; п — число капель, составляющее порцию раствора титранта, вызвавшую скачок ∆ Е.

Количество определяемого компонента т (г) рассчитывают по формуле:

m = с V_ктт V_o• М•1:f V₃:1000

где с - концентрация раствора титранта,

V_o — вместимость мерной колбы с анализируемым раствором;

f — фактор эквивалентности

М; — молярная масса определяемого компонента;

V₃ — объем аликвотной части анализируемого раствора, взятой для титрования.

Титр определяемого компонента Т(г/см³) рассчитывают по формуле:

Т= m/ V_o

Кроме расчетных, существуют графические способы обнаружения КТТ, заключающиеся в построении кривых титрования трех типов.

1. Изображают графически зависимость Е (рН) от объема титранта (V), т. е. строят интегральную кривую (рис. 2, а). Точка перегиба на кривой отвечает КТТ, которая может совпадать или не совпадать с ТЭ. Для нахождения точки перегиба проводят две параллельные касательные к пологим верхней и нижней частям кривой и соединяют их прямой таким образом, чтобы точка пересечения ее с кривой титрования делила эту прямую на две равные части (точка А на рис.2, а). Точка пересечения перпендикуляра, опущенного из точки А, с осью абсцисс (осью V — объема титранта) дает объем титранта, отвечающий КТТ.

2. Более простым и точным способом нахождения КТТ является графическое изображение зависимости величин первой производной ∆E/∆V от объема прибавленного титранта V (дифференциальная кривая). В этом случае кривая имеет пикообразную форму, максимум которой соответствует КТТ. Перпендикуляр, опущенный из точки пересечения двух восходящих ветвей кривой на ось абсцисс, показывает объем титранта, затраченный на завершение реакции (рис.2, б).

3. Для более точного нахождения КТТ, особенно в случае асимметричных кривых титрования или при малом скачке потенциала, следует пользоваться второй производной ∆²E/∆V². Для нахождения КТТ по кривой зависимости ∆²E/∆V² от V соединяют концы обеих ветвей кривой, которые находятся по разные стороны оси абсцисс. Точка пересечения полученной кривой с осью абсцисс дает объем титранта, отвечающий КТТ (рис. .2, в).

Кислотно-основное титрование

Потенциометрическая индикация КТТ позволяет дифференцированно титровать смеси кислот или оснований, либо многоосновных кислот (оснований) с погрешностью до 0,1%, если Ki:K₂≥ l0⁴, при этом константа диссоциации слабой кислоты (основания) должна быть не ниже п·10 ^-8.

Кислотно-основное титрование выполняют с использованием рН-метра либо в автоматическом режиме на автотитраторах.

Аппаратура и реактивы

рН-метр-милливольтметр рН-121.

Стеклянный индикаторный электрод с водородной функцией ЭСЛ-43-07 или ЭСЛ-63-07.

Хлоридсеребряный электрод сравнения типа ЭВЛ-1МЗ.

Магнитная мешалка.

Стакан для титрования вместимостью 100 см³.

Бюретка вместимостью 25 или 50 см³.

Пипетки вместимостью 10 см³.

Мерная колба вместимостью 100 см³.

Стандартный раствор НС1, 0,1000 моль/дм³ (готовят из фиксанала).

Исследуемый раствор НС1, после разбавления дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 100 см³ получают раствор с концентрацией приблизительно 0,1 моль/дм³.

Раствор NaOH, 0,1 моль/дм³.

Стандартные буферные растворы для настройки рН-метра.

Требования техники безопасности. Перед выполнением лабораторной работы студенты должны получить инструктаж у преподавателя по технике безопасности при проведении химических анализов. Каждый студент должен расписаться в журнале по технике безопасности.

Выполнение работы. 1. Подготовка к работе стеклянного электрода и настройка прибора по буферным растворам — см. работу № 1.

2. Установка точной концентрации рабочего раствора гидроксида натрия. В стакан для титрования пипеткой вводят 10 мл стандартного раствора НС1, добавляют столько дистиллированной воды, чтобы полностью покрыть рабочую поверхность электродов. Включают магнитную мешалку и регулятором скорости вращения обеспечивают перемешивание раствора.

Бюретку заполняют титрантом. Титрование проводят в узком диапазоне шкалы рН, сначала «1—4», затем по мере титрования «4—9» и т. д. При этом после добавления каждой порции титранта измеряют рН раствора. Титрант добавляют по 0,5 см³ на начальном участке кривой титрования и по 0,1 —0,2 см³ в области скачка кривой титрования. Результаты измерений вносят в таблицу. Проводят не менее трех титрований. По полученным данным строят кривые титрования рН , по которым устанавливают конечную точку титрования. Берут среднее значение объема титранта V_(NaОН) и рассчитывают концентрацию С _NaОН по формуле:

C_NaOH = С _(НС1)· V _НС1/ V_(NaОН)

где V_НС1— объем стандартного раствора НС1, взятого для титрования,см³;

С _НС1— концентрация стандартного раствора НС1, моль/дм³;

V_(NaОН) -средний объем раствора NaOH, израсходованного на титрование,см³.

Конечную точку титрования находят как точку перегиба кривой титрования одним из двух описанных выше способов.

3. Анализируемый раствор НС1 в мерной колбе вместимостью 100 см³ разбавляют до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают. Переносят 10 см³этого раствора в стакан для титрования. Добавляют дистиллированную воду до полного покрытия электродов и проводят титрование не менее трех раз. По результатам каждого титрования строят кривые потенциометрического титрования. Конечную точку титрования находят одним из описанных выше способов. Вычисляют среднее значение объема титранта.

Содержание НС1 в исследуемом растворе рассчитывают по формуле

m _HCl= C_NaOH· V_(NaОН) · V_K·М / V _НС1·1000

где C_NaOH —концентрация раствора гидроксида натрия, моль/дм³; V_(NaОН) — средний объем раствора гидроксида натрия, израсходованного на титрование, см³; V _НС1— объем раствора HCI, взятого для титрования, см³; V_K — объем, в котором растворена исследуемая навеска кислоты, см³ (в данном примере вместимость мерной колбы V = 100 см³); М— молярная масса НС1 (36,5 г/моль).

Т (НС1) (г/см³) рассчитывают по формуле:

Т(НС1) = m/ V_к