5.3. Расчёт результатов титрования 5.3.1 Прямое титрование

Пример1. Сколько граммов пероксида водорода содержится в пробе, если при титровании израсходовано 14,50 мл перманганата калия с

TKMnO4 / Fe = 0,08376г / мл ?

Решение. При прямом титровании число молей эквивалентов определяемого вещества (пероксида водорода) равно числу молей эквивалентов титранта (перманганата калия). Запишем уравнение химической реакции, протекающей при перманганатометрическом титровании пероксида водорода:

5H2O2 + 2MnO4- + 6H+ = 5O2 + 2Mn2+ + 8H2O,

Из уравнений (5.14) и (5.15) следует, что fэкв(KMnO4) = 1/5, a fэкв(H2O2) = 1/2, поскольку 1 электрон химически эквивалентен условным частицам 1/5KMnO4 и 1/2H2O2.

Составляем расчётное уравнение:

Поскольку n(1/5KMnO4 ) = n(1/2H2O2), то после преобразований получаем

m(H2O2 ) = TKMnO4 / Fe × VKMnO4 × M(1/ 2H2O2 )

M(Fe)

m(H2O2 ) = 0,08376 × 14,50 × 17,0073 = 0,3699г 55,847

Пример2. Установлено, что 50,00 мл раствора иода по своей окисляющей способности эквивалентны 29,47 мл раствора дихромата калия с Т(K2Cr2O7/Fe) = 0,001876г/мл. Вычислить молярную концентрацию эквивалента обоих растворов.

Решение. Определим молярную массу эквивалента каждого рабочего раствора; с этой целью запишем уравнения полуреакций, соответствующих превращениям иода:

I2 +2 e ↔ 2I-

и дихромата калия:

Cr2O72- + 14Н+ + 6е ↔ 2 Cr3+ + 7Н2О

33

Как можно видеть, дихромат-ион восстанавливается до Cr3+, принимая шесть электронов. Следовательно, одному электрону соответствует части-

ца 1/6 (Cr2O72-), т.е. fэкв.(Cr2O72-) = 1/6. Аналогичным образом можно оценить, что fэкв.( I2 )=1/2.

Следовательно, расчетное уравнение принимает вид: n(1/ 6K2Cr2O7 ) = n(1/ 2I2 )

5.3.2. Обратное титрование

Пример1. Для определения содержания формальдегида навеску массой 0,2679 г технического препарата растворили в воде, добавили NaOH и 50,00 мл 0,1004 н. раствора I2 (fэкв. = ½):

После подкисления раствора на титрование избытка иода пошло 15,20 мл раствора тиосульфата с TNa2S2O3 = 0,01600. Вычислить массовую долю (%)

формальдегида в препарате.

Решение. При обратном титровании: n(HCOH) = n(1/2 I2) - n(Na2S2O3)

Составляем расчётную формулу:

В соответствии с полуреакцией:

HCOH + 3OH- ® HCOO- + 2H2O + 2e

один электрон химически эквивалентен условной частице 1/2(HCOH), т.е. fэкв.(HCOH) = 1/2. Отсюда молярная масса эквивалента формальдегида равна: M(1/2 HCOH) = 1/2M(HCOH) = 30,0266/2 = 15,0133.

Подставляя численные значения в расчётную формулу, получаем:

34

5.3.3. Титрование по замещению

Пример1. Вычислить массовую долю (%) меди в руде, если из навески руды массой 0,6215 г медь перевели в раствор в виде Cu2+ и после добавления к этому раствору KI выделившийся иод оттитровали 18,23 мл

раствора тиосульфата натрия с TNa 2S2 O3 = 0,01545.

Решение. Сущность иодометрического определения меди описывается следующими реакциями:

2 Cu2+ + 4I- = I2 + Cu2I2¯

Cu2I2¯ + 2CNS- = Cu2(CNS)2 ¯+ 2I-

I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62- При титровании по методу замещения:

n(Cu) = n(1/2 I2) = n(Na2S2O3) Составляем расчётную формулу:

где М(Na2S2O3) и М(Cu) – молярные массы эквивалента тиосульфата натрия и меди, соответственно; mобр – масса образца руды.

Подставляя численные значения, получаем:

Пример 2. Из навески известняка массой 0,1856 г,растворенной в HCl, ионы Са2+ осадили в виде СаС2О4∙Н2О. Промытый осадок растворили в разбавленной H2SO4 и образовавшуюся Н2С2О4 оттитровали 22,15 мл раствора перманганата калия Т(KMnO4/СаСО3)=0,005820. Вычислить массовую долю (%) СаСО3 в известняке.

Решение. Определение СаСО3 в известняке основано на следующих реакциях:

СаСО3↓ + НСl = СаСl2 +Н2О + СО2↑

Са2+ + С2О42- = СаС2О4↓

СаС2О4↓ + H2SO4 = CaSO4 + H2C2O4

5H2C2O4 + 2MnO4- + 6H+ = 10СО2↑ + 2Mn2+ +8Н2О. Поскольку перманганатометрическое определение СаСО3 в известняке представляет собой титрование по замещению, то в этом случае:

n(1/2CaCO3)= n(1/2H2C2O4)= n(1/5 KMnO4). Составляем расчетную формулу:

35