Laboratornaya_rabota_2222

носительно вспомогательного электрода. Запись величины потенциала произво-

дят после того, как значение перестает изменяться в пределах ±1 мВ. Затем по-

вторяют эту процедуру для остальных значений рNO3.

По окончании калибровки промывают погружаемую часть электрода ди-

стиллированной водой до рNO3=6.

Измеряя потенциал каждого стандартного раствора, вводят величины рNO3 и величины Е (мВ) в память прибора, следуя его инструкции по эксплуата-

ции.

8.2.1.4Определение нитрат-ионов по методу градуировочного графика

1.Построение градуировочного графика.

Поочередно измеряют потенциал для каждого раствора, начиная с самого разбавленного и переходя к более концентрированному. Перед каждым измере-

нием электроды тщательно промывают дистиллированной водой до рNO3=6. На основе полученных данных строят гадуировочный график зависимости Е=f(рNO3).

2. Контрольная задача Помещают в потенциометрическую ячейку 20 см3 контрольного раствора,

повторяют измерения 5 раз. Находят искомую концентрацию по градуировоч-

ному графику.

8.2.1.5 Определение нитрат-ионов методом добавок

Для определения массовой доли по методу добавок в 6 мерных колб с контрольным образцом вместимостью 50 см3 вносят рассчитанные объемы 0,1

моль/дм3 раствора нитрата натрия. Объем всех растворов доводят до метки 1%-

ным раствором алюмокалиевых квасцов. В потенциометрическую ячейку пере-

носят 20 см3 раствора из каждой колбы, измеряют потенциал. Концентрацию нитратов определяют графически по графику зависимости потенциала Е от

(рNO3)доб. (графический метод) и алгебраическим с использованием уравнения Нернста:

93

EM = const + S* рNO3 = const – 58 lg (CNO3-) = const – 58 lg ( + д ), где

−3

S –крутизна электродной функции;

CNO3- - концентрация нитрат-ионов в растворе, моль/дм3; mx – масса нитрат-ионов , г;

mд – масса добавки нитрата, г;

V – объем колбы;

MNO3- - молярная масса нитрат-иона, г/моль.

Содержание нитратов находили по формуле:

ω NO3- , % = К100%, где

нав

C – концентрация нитрат-ионов, моль/дм3;

K – коэффициент разбавления;

M – молярная масса нитрат-иона, г/моль;

m–масса навески, г.

8.2.2Определение хлороводородной и уксусной кислот в растворе при их совместном присутствии методом потенциометрического титрования

Дифференцированное титрование смеси хлороводородной и уксусной кис-

лоты в водном растворе невозможно провести с достаточной точностью из - за отсутствия заметного скачка потенциала в первой точке эквивалентности, отве-

чающей содержанию хлороводородной кислоты. Поэтому титрование осуществ-

ляют в двух аликвотных порциях анализируемого раствора: в первой - в водной среде определяют суммарное содержание кислот, во второй - в водно-ацетоновой среде титруют хлороводородную кислоту. Последнее становится возможным вследствие уменьшения степени диссоциации уксусной кислоты в присутствии ацетона.

94

8.2.2.1Стандартизация раствора NaOH (вторичного стандарта) по первич-

ном стандарту HCl

1.Бюретку заполняют раствором NaOH .

2.Аликвотную часть 5,0 см3 раствора HCl переносят в потенциометрическую

ячейку с помощью пипетки. В раствор помещают стеклянный и хлоридсе-

ребрянный электроды.

3.Включают магнитную мешалку, измеряют значение pH исходного раствора и записывают в таблицу 12.1.

4.Приливают по 0,5 см3 титранта до объема титранта 10,0 см3. Измерение pH

проводят через 20 сек после прибавления очередной порции титранта и за-

писывают в таблицу 12.1.(ориентировочное титрование).

5.Ориентировочно устанавливают точку эквивалентности по максимальному приращению pH.

6.Для точного определения точки эквивалентности титруют вторую порцию 5,0

см3 анализируемого раствора. Вблизи точки эквивалентности титрант при-

ливают порциями по 0,2 см3. Значения pH записывают в таблицу 12.2.(точ-

ное титрование).

7.Точное титрование повторяют 2 раза .

8.По результатам точное титрования строят логарифмические и дифференциаль-

ные кривые титрования в координатах pH - f(V) и

pH/ V = f(V).

9. Находят средний объем раствора, израсходованного на титрование.

10. По известным формулам рассчитывают молярную концентрацию эквивален- тов раствора NaOH и титра NaOH .

95

8.2.2.2Контрольная задача. Определение содержания хлороводородной и ук-

сусной кислот в анализируемом образце.

1.Анализируемый раствор переносят в мерную колбу вместимостью

100,0 см3 и доводят до метки дистиллированной водой.

2.В ячейку для титрования (химический стакан) отбирают аликвотную часть анализируемого раствора (10,0 см3).

3.Проводят ориентировочное и точное титрование раствором NaOH с

точным титром (см. п.12.2.1.1.) до 15,0 см3 титранта, обнаруживая два скачка потенциала (первый - небольшой, второй - основной). Результаты записываю в таблицы 12.3 (ориентировочное титрование) и 12.4 (точное титрование).

4.По результатам точного титрования в водном растворе строят кривые

титрования в координатах pH - f(V) и pH/ V = f(V).

5. Для более точного определения содержания хлороводородной кислоты

титрование проводят в водно-ацетоной смеси. Для этого отбирают аликвотную часть испытуемого раствора (10,0 см3) в ячейку для титрования, к ней прили-

вают 10,0 см3 ацетона и проводят потенциометрическое титрование раствора

NaOH с точным титром (см. пункт 12.2.1.1.). Результаты записываются в таб-

лицу 12.5.(точное титрование).

6. По результатам титрования в водно-ацетоновом растворе строят кри-

вые титрования в координатах pH - f(V) и pH/ V = f(V) и находят средний объем раствора NaOH (V1) , пошедшего на титрование хлороводородной кис-

лоты, по первому скачку и средний объем титранта, пошедшего на титрование уксусной кислоты (V2 - V1).

7. Рассчитывают содержание и концентрацию хлороводородной и уксус-

ной кислот по известным формулам.

8.2.3Определение фосфорной кислоты и дигидрофосфата натрия в растворе при их совместном присутствии методом потенциометрического титрования

Введение

96

Ход работы

8.2.3.1Стандартизация раствора NaOH (вторичного стандарта) по первич-

ном стандарту HCl

1.Бюретку заполняют раствором NaOH .

2.Аликвотную часть 5,0 см3 раствора HCl переносят в потенциометриче-

скую ячейку с помощью пипетки. В раствор помещают стеклянный и хлоридсе-

ребрянный электроды.

3. Включают магнитную мешалку, измеряют значение pH исходного рас-

твора и записывают в таблицу 12.1.

4. Приливают по 0,5 см3 титранта до объема титранта 15,0 см3. Измерение pH проводят через 20 сек после прибавления очередной порции титранта и за-

писывают в таблицу 12.1.(ориентировочное титрование).

5. Ориентировочно устанавливают точку эквивалентности по максималь-

ному приращению pH.

6. Для точного определения точки эквивалентности титруют вторую пор-

цию 5,0 см3 анализируемого раствора. Вблизи точки эквивалентности титрант приливают порциями по 0,2 см3. Значения pH записывают в таблицу 12.2.(точ-

ное титрование).

7.Точное титрование повторяют 2 раза .

8.По результатам точное титрования строят логарифмические и диффе-

ренциальные кривые титрования в координатах pH - f(V) и pH/ΔV = f(V).

9. Находят средний объем раствора, израсходованного на титрование.

10. По известным формулам рассчитывают молярную концентрацию эквивалентов раствора NaOH и титра NaOH .

97

8.2.3.2Контрольная задача. Определение содержания фосфорной кислоты и дигидрофосфата натрия в анализируемом образце.

1.Анализируемый раствор, включающий фосфорную кислоту (5,0 мл) и дигидрофосфат натрия (5,0 мл), переносят в кювету для титрования и разбавляют дистиллированной водой.

2.Проводят ориентировочное и точное титрование раствором NaOH с точ-

ным титром до 15,0 см3 титранта, обнаруживая два скачка потенциала (первый -

небольшой, второй - основной). Результаты записывают в таблицы 12.3 (ориен-

тировочное титрование) и 12.4 (точное титрование).

8.2.4Определение железа (II) в присутствии железа (III) методом потенциометрического титрования.

Метод основан на потенциометрическом титровании ионов Fe2 раство-

ром бихромата калия в сернокислой среде с индикаторным платиновым элек-

тродом и хлорсеребряным электродом сравнения. При титровании протекает следующая реакция:

Ход работы.

8.2.4.1 Приготовление модельного раствора

Для приготовления модельного раствора аликвотную часть 5,0 см3 стан-

дартного раствора сульфата железа (II) переносят с помощью пипетки в мерную

98

колбу вместимостью 100 см3, прибавляют 5,0 см3 хлорида железа (III), 10,0 см3

раствора серной кислоты и доводят до метки дистиллированной водой.

8.2.4.2Определение содержания железа (II) в анализируемом растворе

1.В ячейку титрования отбирают пипеткой 10 см3 модельного раствора,

приливают 10 см3 раствора серной кислоты. В полученный раствор помещают платиновый и хлоридсеребрянный электроды.

2. Проводят ориентировочное и точное титрование анализируемого рас-

твора стандартным раствором бихромата калия по пункту 12.2.1.1. По достиже-

нии скачка потенциалов титрование продолжают до тех пор, пока изменение ЭДС будет незначительно (до объема титранта 10,0 см3).

3.Титрование повторяют 2 раза. Результаты заносят в таблицы 12.7(ори-

ентировочное титрование) и 12.8. (точное титрование).

4. По результатам точного титрования строят кривые титрования в координатах E f V и V f V .

5. Находят среднее значение объема раствора бихромата калия, израсхо-

дованного на титрование сульфата железа (II), и рассчитывают содержание и концентрацию железа (II) и сульфата железа (II) по известным формулам.

8.2.5 Определение свинца (II) в растворе.

Смесь ионов гексацианоферрата (II) и гексацианоферрата (III) , представ-

ляющая собой обратимую окислительно-восстановительную систему, является потенциалопределяющей в случае использования инертного электрода (обыч-

ного платинового).

Ионы свинца образуют малорастворимые соединения Pb3[Fe(CN)6]2 и

Pb2[Fe(CN)6]. Поэтому, если до титрования в испытуемый раствор прибавить немного раствора соли K3Fe(CN)6 , то возможно образование Pb3[Fe(CN)6]2 .

При прибавлении титрованного раствора K4Fe(CN)6 иона свинца перехо-

дят в менее растворимое соединение – гексацианоферрат (II) свинца. Поэтому в

99

начале титрования потенциал электрода несколько возрастает за счет увеличе-

ния концентрации Fe(CN)63-, а затем уменьшается.

8.2.5.1 Контрольная задача. Определение свинца (II) в растворе.

1.В ячейку для титрования отбирают пипеткой 5,0 см3 модельного рас-

твора, добавляют 10,0 см3 раствора уксусной кислоты, 1,0 см3 раствора гексаци-

аноферрата (III) калия и помещают платиновый и хлоридсеребрянный элек-

троды.

2. Проводят ориентировочное и точное титрование анализируемого рас-

твора стандартным раствором гексацианоферрата (II) калия по пункту 12.2.1.1.

По достижении скачка потенциалов титрование продолжают до тех пор, пока изменение ЭДС будет незначительно (до объема титранта 10,0 см3).

3.Титрование повторяют 2 раза. Результаты заносят в таблицы 12.10 (ориентировочное титрование) и 12.11. (точное титрование).

4. По результатам точного титрования строят кривые титрования в координатах E f V и V f V .

5. Содержание и концентрац3ию свинца в модельном растворе рассчиты-

вают с учетом состава образующегося при титровании осадка Pb2[Fe(CN)6] по известным формулам.

8.2.6 Определение железа (III) в растворе

Метод основан на том, что устойчивость комплексов ЭДТА с окисленной (βFeY- = 1,3 · 1025 ) и восстановленной (βFeY2- = 2,1 · 1014 ) форма сильно различается. Так, можно оттитровать раствор, содержащий ионы железа (III), просле-

див за изменением потенциалов платинового электрода, погруженного в испы-

туемый раствор.

Титрование модно проводить достаточно в широком интервале pH, в при-

сутствии потенциометрического индикатора – ионов железа (II). в кислых рас-

творах (pH ≤ 3) образование комплеса Fe3+ замедляется, что отражается на ско-

рости установления равновесного потенциала.

100

8.2.6.1Определение железа (III) в растворе (рабочий электрод – платиновый)

1.В ячейку для титрования отбирают пипеткой 5,0 см3 модельного рас-

твора, добавляют 2,0 см3 раствора ацетата аммиония и 1,0 см3 раствора соли Мора, 20,0 см3 дистиллированной воды, а затем помещают в раствор платино-

вый и хлоридсеребрянный электроды.

2. Проводят ориентировочное и точное титрование анализируемого раствора стандартным раствором ЭДТА по пункту 12.2.1.1. По достижении скачка потенциалов титрование продолжают до тех пор, пока изменение ЭДС будет незначительно (до объема титранта 10,0 см3).

3.Точное титрование повторяют 2 раза. Результаты заносят в таблицы 12.13 (ориентировочное титрование) и 12.14. (точное титрование).

4. По результатам точного титрования строят кривые титрования в координатах

E f V и V f V .

5. Рассчитывают содержание и концентрацию железа (III) и хлорида же-

леза (III) по известным формулам.

8.2.6.2Определение железа (III) в растворе (рабочий электрод – стеклянный)

1.В ячейку для титрования отбирают пипеткой 5,0 см3 модельного рас-

твора, добавляют 2,0 см3 раствора ацетата аммиония и 1,0 см3 раствора соли Мора, 20,0 см3 дистиллированной воды, а затем помещают в раствор стеклян-

ный и хлоридсеребрянный электроды.

2. Проводят ориентировочное и точное титрование анализируемого рас-

твора стандартным раствором ЭДТА по пункту 12.2.1.1. По достижении скачка потенциалов титрование продолжают до тех пор, пока изменение рН будет не-

значительно (до объема титранта 10,0 см3).

3.Точное титрование повторяют 2 раза. Результаты заносят в таблицы

12.15 (ориентировочное титрование) и 12.16. (точное титрование).

101

леза (III) по известным формулам.

8.3 Оформление лабораторного журнала

8.3.1Определение нитрат-ионов методом прямой потенциометрии мето-

дом градуировочного графика и методом добавок

1.Цель и задачи работы.

2.Ход определения.

2.1.Работа с прибором

2.2.Приготовление стандартных растворов

2.3.Построение градуировочного графика для нитрат-селективного элек-

трода

Данные для построения градуировочного графика калибровки электрода

в координатах Е=f(рNO3)

Таблица

Параметры линейной регрессии градуировочного графика.