Добавил:

Anoniiiiiimus Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Обнинский институт атомной энергетики НИЯУ МИФИ

Предмет:

Аналитическая химия

Файл:

Лабы / fosfornaya

.docx

Скачиваний:

Добавлен:

20.01.2021

Размер:

29.68 Кб

Скачать

☆

1 / 21 2 > Следующая >>>

Цель работы: определить содержание фосфорной кислоты в задаче методом потенциометрического титрования NaOH, с заранее уточнённой концентрацией. Реагенты и аппаратура: 1) гидроксид натрия NaOH, 0,1M раствор; 2) pH – 150 MA; 3) индикаторный электрод (стеклянный); 4) электрод сравнения (хлоридсеребряный) Краткая теория: Потенциометрический метод анализа основан на использовании зависимости электродвижущей силы (ЭДС) электрохимической цепи от активности (концентрации) анализируемого иона. Зависимость электродвижущей силы Е электрохимической цепи от активности анализируемого иона описывают уравнением Нернста для цепи: E=E0+RT/nF)*lg(a ox/a red) Для потенциометрических измерений применяют электрохимические цепи, содержащие два электрода: индикаторный и электрод сравнения. Если оба электрода погружены в анализируемый раствор, то такая цепь называется цепью без переноса. Если электрод сравнения соединяют с анализируемым раствором через жидкостный контакт (солевой мостик), то цепь называется цепью с переносом. Индикаторным называют электрод, потенциал которого определяет активность анализируемого иона в соответствии с уравнением Нернста. Электродом сравнения называют электрод, потенциал которого постоянен и не зависит от концентрации ионов в растворе. Солевой мостик служит для предотвращения смешивания анализируемого раствора и раствора электрода сравнения. В качестве солевого мостика используют насыщенные растворы солей KCl, КNО3 и других с близкими значениями подвижностей катиона и аниона. Это позволяет снизить диффузионный потенциал Едиф жидкостного соединения практически до нуля. В качестве электродов сравнения в настоящее время используют хлорсеребряные электроды. Хлорсеребряный электрод представляет собой серебряную проволоку, покрытую слоем АgСl и погруженную в насыщенный раствор КCl. Современная конструкция электродов сравнения совмещает с собой и солевой мостик. Электроды, на поверхности которых протекают реакции обмена иона. Их называют ионообменными, или ионоселективными электродами. Основным элементом ионоселективных электродов является ионочувствительная мембрана. Поэтому их также иногда называют мембранными. Ионоселективные электроды изготавливают: - с твердыми мембранами; - со стеклянными мембранами; - с жидкостными мембранами. Метод потенциометрического титрования основан на определении точки эквивалентности по резкому изменению в ней ЭДС электрохимической цепи, содержащей индикаторный электрод. Как следует из основного уравнения потенциометрии, при резком изменении концентрации иона в точке эквивалентности происходит и резкое изменение ЭДС. Из этого следует, что индикаторный электрод должен быть селективным к одному из реагирующих ионов титруемой системы. Например, при кислотно-основном титровании в качестве индикаторного электрода может быть использован Н+ -ионоселективный (стеклянный) электрод. Точку эквивалентности при потенциометрических титрованиях определяют графическим методом на кривой титрования. Обычно используют одну из следующих видов кривых титрования: интегральную, дифференциальную или кривую Грана. Метод потенциометрического титрования более точен, чем ионометрия. Его возможности существенно расширились с разработкой новых ионоселективных электродов как индикаторных. Метод применяют при анализе мутных, загрязненных и окрашенных растворов в смешанных и неводных растворителях. Все методы потенциометрии могут быть легко автоматизированы. Промышленность выпускает ряд автоматических потенциометрических титраторов как лабораторного, так и промышленного назначений. Экспериментальные данные: Приготовление NaOH с концентрацией С=0.1 М, V=0.5 л m= C*V*M = 0.1*0.5*40=2 г. Уточняем концентрацию при помощи титрования фиксаналом НСl c C=0,1 М Таблица 1. Стандартизация NaOH по 0,1 М HCl

V(NaOH), мл	pH	V(NaOH), мл	pH
0	1,82	10	10,17
1	1,86	11	10,75
2	1,91	12	10,91
3	1,97	13	11,03
4	2,03	14	11,11
5	2,13	15	11,17
6	2,25
7	2,39
8	2,60
9	3,04

Рис. 1. Стандартизация NaOH по 0,1 М HCl. ТЭ = 10,4 мл

Таблица 2. Значения для построения кривых титрования по данным стандартизации (интегральная кривая, дифференциальная по первой производной, по второй производной, по методу Грана)

V,мл	pH
0	1,92	-	0	-	-	-	-	-
1	1,96	0,04	1	0,04	25,00	1	-	-
2	1,98	0,04	1	0,04	25,00	1	0,00	0,00
3	2,03	0,05	1	0,05	20,00	1	0,01	0,01
4	2,11	0,08	1	0,08	12,50	1	0,03	0,03
5	2,16	0,05	1	0,05	20,00	1	0,03	0,03
6	2,30	0,14	1	0,14	7,14	1	-0,36	-0,36
7	2,42	0,12	1	0,12	8,33	1	-0,02	-0,02
8	2,55	0,13	1	0,13	7,69	1	0,01	0,01
8,5	2,70	0,15	0,5	0,30	3,33	0,25	0,02	0,08
9	2,91	0,21	0,5	0,42	2,38	0,25	0,06	0,24
9,2	3,00	0,09	0,2	0,45	2,22	0,04	-0,12	-3,00
9,4	3,16	0,16	0,2	0,80	1,25	0,04	0,07	1,75
9,6	3,36	0,20	0,2	1,00	1,00	0,04	0,04	1,00
9,8	5,46	2,10	0,2	10,50	0,09	0,04	0,00	0,00
10	7,56	2,10	0,2	10,50	0,09	0,04	0,00	0,00
10,2	9,67	2,10	0,2	10,50	0,09	0,04	0,00	0,00
10,4	10,17	0,50	0,2	2,5	0,40	0,04	-0,8	-20
10,6	10,37	0,20	0,2	1,00	1,00	0,04	-0,26	-6,5
10,8	10,50	0,13	0,2	0,65	1,54	0,04	-0,07	-1,75
11	10,60	0,10	0,2	0,50	2,00	0,04	-0,03	-0,75
11,5	10,74	0,14	0,5	0,28	3,57	0,25	0,04	0,16
12	10,85	0,11	0,5	0,22	4,54	0,25	-0,03	-0,12
12,5	10,91	0,06	0,5	0,12	8,33	0,25	-0,05	-0,20
13	10,98	0,07	0,5	0,14	7,14	0,25	0,01	0,04
14	11,07	0,09	1	0,09	11,11	1	0,02	0,02
15	11,14	0,07	1	0,07	14,29	1	-0,02	-0,02

Рис. 2. Дифференциальная кривая титрования (по 1-ой производной) NaOH 0,1 М раствором HCl. ТЭ = 10 мл

Рис. 3. Кривая титрования по методу Грана NaOH 0,1 М раствором HCl. ТЭ = 10 мл

Рис. 4. Дифференциальная кривая титрования (по 2-ой производной) NaOH 0,1 М раствором HCl. ТЭ = 10,2 мл

Расчёт концентрации NaOH по формуле: Объемы в КТТ: 10,40 мл; 10,00 мл; 10,00 мл; 10,2 мл

0,099M

Р = 0,95, f=3,

Таблица 3. Значения для построения кривых титрования по точному опыту с задачей (интегральная кривая, дифференциальная по первой производной, по второй производной, по методу Грана)

V,мл	pH
0	2,21	-	0	-	-	-	-	-
1	2,28	0,07	1	0,07	14,28	1	-	-
2	2,33	0,05	1	0,05	20,00	1	-0,02	-0,02
3	2,44	0,11	1	0,11	9,09	1	0,06	0,06
4	2,59	0,15	1	0,15	6,66	1	0,04	0,04
5	2,76	0,17	1	0,17	5,88	1	0,02	0,02
6	2,97	0,21	1	0,21	4,76	1	0,04	0,04
6,5	3,17	0,20	0,5	0,4	2,50	0,25	-0,56	-2,24
7	3,65	0,48	0,5	0,96	1,04	0,25	0,28	1,12
7,2	4,22	0,57	0,2	2,85	0,35	0,04	0,09	2,25
7,4	4,80	0,58	0,2	2,90	0,26	0,04	0,20	5,00
7,6	5,50	0,51	0,2	2,55	0,39	0,04	-0,26	-6,50
7,8	5,70	0,20	0,2	1,00	1,00	0,04	-0,31	-7,75
8	5,81	0,11	0,2	0,55	1,82	0,04	-0,09	-2,25
8,2	5,92	0,11	0,2	0,55	1,82	0,04	0,00	0,00
8,4	6,02	0,10	0,2	0,50	2,00	0,04	-0,01	-0,25
8,6	6,11	0,09	0,2	0,45	2,22	0,04	-0,01	-0,25
8,8	6,17	0,06	0,2	0,30	3,33	0,04	-0,03	-0,75
9	6,23	0,06	0,2	0,30	3,33	0,04	0,00	0,00
9,5	6,37	0,14	0,5	0,28	3,57	0,25	0,08	0,32
10	6,49	0,12	0,5	0,24	4,17	0,25	-0,02	-0,08
11	6,70	0,21	1	0,21	4,76	1	0,09	0,09
12	6,93	0,23	1	0,23	4,35	1	0,02	0,02
13	7,18	0,25	1	0,25	4,00	1	0,02	0,02
14	7,32	0,18	1	0,18	5,56	1	-0,07	-0,07
14,2	7,50	0,18	0,2	0,90	1,11	0,04	0,00	0,00
14,4	7,62	0,12	0,2	0,60	1,67	0,04	-0,06	-1,5
14,6	7,76	0,14	0,2	0,70	1,43	0,04	0,02	0,50
14,8	7,86	0,10	0,2	0,5	0,50	0,04	-0,04	-1,00
15	8,04	0,18	0,2	0,90	1,11	0,04	0,08	2,00
15,2	8,38	0,34	0,2	1,70	0,59	0,04	0,16	4,00
15,4	8,95	0,57	0,2	2,85	0,35	0,04	0,23	5,75
15,6	9,40	0,45	0,2	2,25	0,09	0,04	-0,12	-3,00
15,8	9,78	0,38	0,2	1,90	0,53	0,04	-0,07	-1,75
16	9,98	0,20	0,2	1,000	1	0,04	-0,18	-4,50
16,5	10,11	0,13	0,5	0,26	3,85	0,25	-0,07	-0,28
17	10,34	0,23	0,5	0,46	2,17	0,25	0,10	0,40
17,5	10,49	0,15	0,5	0,30	3,33	0,25	-0,08	-0,32
18	10,60	0,11	0,5	0,22	4,55	0,25	-0,04	-0,16
19	10,69	0,09	1	0,09	11,11	1	-0,02	-0,02
20	10,80	0,11	1	0,11	9,09	1	0,02	0,02