Билет №1

1. Электролитическая диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель.

Н₂О ↔ Н⁺ + ОН^-

По закону действия масс константа равновесия этой реакции выражается следующим образом:

К=

Измерения показали, концентрация ионов водорода чистой воды, а следовательно, и концентрация ионов гидроксила равны [Н⁺]=[ОН^-]=1^.10^-7 M. Диссоциация воды очень незначительна, поэтому концентрацию [Н₂О] можно считать практически постоянной величиной, тогда можно записать

К[Н₂О] = К_ω = [Н⁺]^.[ОН^-]= (1^.10^-7)² = 1^.10^-14,

где новая константа К_ω называется ионным произведением воды (ИП).

В кислых растворах [Н⁺] > 10^-7 моль/л,

в нейтральных растворах [Н⁺] = 10^-7 моль/л,

в щелочных растворах [Н⁺] < 10^-7 моль/л.

Из выражения ионного произведения воды следует, что в любом водном растворе всегда содержатся Н⁺ и ОН^- ионы. концентрации ионов Н⁺ и ОН^- в водных растворах легко рассчитать при помощи ионного произведения воды.

1. Общая характеристика метода комплексонометрии. Индикаторы. Титрование солей металлов. Комплексонометрическое титрование основано на реакции комплексообразования катионов металлов с комплексонами. Для рабочего раствора применяют двунатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, которую называют комплексоном III или трилоном Б. Состав трилона Б отвечает формуле C₁₀H₁₄N₂Na₂O₈ 2H₂O или

NaOOCH₂C CH₂COOH

N – CH₂CH₂ – N 2H₂O

HOOCH₂C CH₂COONa

Комплексон III, как и другие комплексоны, образует прочные растворимые внутрикомплексные соли со многими металлами.

НООСН₂С СН₂СООNa ООСН₂С СН₂СООNa

\ / \ /

N−CH₂ − CH₂ − N + Me²⁺ ↔ N−CH₂ − CH₂ − N +

/ \ / \

N aOOCH₂C CH₂COOH NaOOCH₂C CH₂COO

Me

2H⁺

Из уравнения реакции видно, что эквивалент соли многовалентного металла всегда равен половине молярной массы, так как в ходе реакции вытесняется два иона водорода. Поэтому и эквивалент трилона Б равен также половине его молярной массы.

Условия комплексонометрического титрования.

• контрастный переход окраски индикатора;

• строго определенное значение рН титруемого раствора. Это условие является важнейшим. Для связывания ионов Н⁺ перед началом титрования в титруемый раствор добавляют буферную смесь. Для титрования многих катионов (Са²⁺, Mg²⁺ и др.) применяют буферную смесь NH₄Cl+NH₄OH (pH 8,0-10,0).

Комплексонометрические индикаторы -металлохромные.

Металлохромные индикаторы (металлоиндикаторы) – органические вещества, чаще всего сами окрашенные и образующие окрашенные соединения с ионами различных металлов.

Металлоиндикатор, добавляемый в титруемый раствор, образует соединение с металлом и раствор становится окрашенным в определенный цвет. При титровании определяемых катионов раствором комплексона в точке эквивалентности полностью разрушается соединение катиона с индикатором, так как весь катион соединяется с комплексоном. Так как свободный металлоиндикатор окрашен в другой цвет, в точке конца титрования меняется окраска раствора. Комплексы, образуемые с определяемыми ионами, должны быть менее прочными, чем комплексы металла с комплексоном III. Это основное условие для применения металлоиндикаторов.

Если мы обозначим полностью депротонированный анион ЭДТА условно буквой Y, а депротонированный анион индикатора Ind, то схематически процессы, идущие при титровании с металлоиндикатором, мы можем выразить следующими уравнениями:

а) прибавление индикатора к раствору соли

M gCl₂ + H₂Ind MgInd + 2HCl

б) титрование

M gInd + H₂Y MgY + H₂Ind

Наиболее часто используют индикатор

• эриохром черный- При титровании с этим индикатором в точке эквивалентности происходит перевод окраски из винно-красной в синюю с зеленым оттенком.

• хромоген темно-синий. Этот индикатор окрашен при рН 8,0–10,0 в синий цвет, а его комплексы с ионами некоторых металлов – в розовый цвет.

• мурексид (аммонийная соль пурпуровой кислоты). Этот индикатор плохо растворим в воде и раствор его неустойчив, поэтому для работы применяют сухую смесь мурексида с хлоридом натрия в отношении 1:100. В конце титрования окраска из красной становится фиолетовой.

Комплексонометрическим методом могут быть определены как индивидуальные вещества – соли металлов (катионы и анионы), так и смеси веществ (солей).

Билет №2