Проведение измерений для определения концентрации тиосульфата

Работу выполняют в следующем порядке:

1. Титрование фона.

2. Титрование стандартного раствора тиосульфата.

3. Титрование контрольной пробы (задача).

1.Титрование фона:

· В ячейку заливают 50 мл 0,1н HCl и 1 мл 0,1н раствора KJ (следите, чтобы все электроды были погружены в раствор).

· Включают мешалку.

· Далее включают одновременно генераторный ток и секундомер. Для включения генераторного тока ручку на выпрямителе переведите в положение «работа».

· Через каждые 10 сек. измеряйте э.д.с. и ведите запись.

Если в растворе не содержатся вещества, которые реагируют с J₂, то э.д.с. сразу будет увеличиваться, так как в процессе электролиза накапливается йод и потенциал индикаторного электрода растет согласно уравнения

В этом случае измерения достаточно вести 60-90 сек.

Если в растворе содержатся вещества, которые реагируют с J₂, то э.д.с. будет оставаться практически постоянной до тех пор, пока они не вступят в реакцию. Далее будет накапливаться избыток J₂ и э.д.с. увеличится.

· Строят график: э.д.с. – время и отмечают время, затраченное на титрование фона t_ф (рис. 5).

2.Титрование стандартного раствора тиосульфата.

· Стандартным раствором является 0,1н Na₂S₂O₃.

· В мерной колбе на 50 или 100 мл из стандартного раствора готовят 0,001н раствор Na₂S₂O₃.

· В кулонометрическую ячейку наливают пробу для анализа: 1 мл 0,001н раствора Na₂S₂O₃, 1 мл 0,1н раствора KJ и 50 мл 0,1н HCl (фон).

· Включают мешалку и генераторный ток.

· Через каждые 10 сек. фиксируют значения э.д.с.

При генерации J₂ на аноде, он тотчас же вступает в реакцию с тиосульфатом и величина э.д.с. остаётся практически постоянной. Когда всё определяемое вещество вступит в реакцию, в системе начинает накапливаться избыток титранта, и э.д.с. увеличивается.

· После этого нужно взять еще 5-7 измерений.

· График строят в координатах э.д.с. – время, из которого определяют время достижения конечной точки титрования t_x (рис. 5), необходимое для расчёта количества электричества.

Рис. 5. Общий вид кривой титрования.

· Концентрация анализируемого раствора рассчитывается по формуле:

мг-экв/л, где

I – величина генераторного тока, при котором ведется титрование, мА;

t_x – время, затраченное на титрование анализируемого раствора, с;

t_ф – время, затраченное на титрование фона, с;

V_x – объём пробы анализируемого раствора, мл.

· Вычислить относительную ошибку.

3.Титрование контрольной пробы

· Контрольную задачу получить у преподавателя.

· Определить содержание тиосульфата в мг-экв/л. Пробу на титрование приготовить так же, как и в случае стандартного раствора.

· Результаты измерений внести в таблицу.

Прямой кулонометрический метод позволяет определять очень небольшое содержание вещества с высокой точностью (0,1 – 0,05%), превосходя в этом отношении многие другие методы. Он характеризуется также высокой селективностью (избирательностью), позволяя определять многие вещества в растворе без предварительного химического разделения. Избирательность обеспечивается обоснованным выбором рабочего потенциала электрода и поддерживанием его постоянного значения с высокой точностью во все время электролиза. Кулонометрический анализ не требует какой-либо предварительной градуировки измерительных приборов по концентрации или построения градуировочных графиков, связывающих свойство вещества с его концентрацией, и в этом смысле кулонометрию следует считать абсолютным методом.

Метод кулонометрического титрования характеризуется высокой чувствительностью и точностью (0,1 – 0,05%), позволяя прямым титрованием определять вещества в растворе при концентрации до 10^-6 моль/л, что намного превышает возможности других титриметрических методов. Он не требует предварительного приготовления, стандартизации и хранения стандартных растворов, что позволяет использовать очень неустойчивые титранты. Кулонометрическое титрование может быть легко автоматизировано. Области применения методов кулонометрического титрования непрерывно расширяются.

Кулонометрическое титрование, основанное на окислительно-восстановительных реакциях, широко распространенный электрохимический метод анализа. В литературе приводится значительное число методик с использованием электрогенерируемых окислителей: Mn(VII), Fe(III), Cr(VI), V(VI), Mo(V), Ce(IV), [Fe(CN)₆]^3-, I₂, Br₂, Cl₂ и некоторых других. Электрохимически может быть генерирован (в растворе AgNO₃ 0,1 M и HNO₃ 0,5 M при 5 ^оС) и использован в анализе самый сильный и самый неустойчивый окислитель Ag(II). Наиболее часто в анализах применяются электрогенерированные титранты - восстановители: Cu(I), Sn(II), Cr(II), Fe(II), Ti(II), V(IV).