Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

15-02-2014_00-48-45 / Физ-хим.методы-Короткова

.pdf
Скачиваний:
173
Добавлен:
10.02.2015
Размер:
1.88 Mб
Скачать

Если Сст – концентрация стандартного раствора, V – начальный объем раствора в полярографической ячейке, V– объем стандартного раствора, то концентрация добавки

Сдоб = Сст+ V.

V Vст

Из соотношения

h1 = C1

hдоб Cдоб

получаем следующее выражение:

 

 

 

 

С =

h1

С

доб

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

hдоб

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

= Сст V

h1

=

 

0,05 2,0 20,5

= 0,487 моль/л.

 

 

 

 

 

 

 

1

V +Vст

h2 h1

 

(10,0

+ 2,0) (24,0 20,50)

 

 

 

 

Задача 6. Определить концентрацию железа (II) в исследуемом растворе (г/мл), если при амперометрическом титровании 10,0 мл этого

раствора раствором КМпO4 с T (KMnO4/Fe2+) = 0,0271 г/мл получили следующие результаты:

V (KMnO4), мл

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Id , мкA

22,5

16,0

10,0

3,75

0,5

0,5

0,5

Решение. По данным амперометрического титрования строится график в координатах: диффузионный ток окисления Fe2+ ( Id ) от

V(KMnO4), из которого определяется V(KMnO4) в точке эквивалентности: Vт.э = 0,8 мл. Рассчитывается масса Fe2+ в растворе по формуле

m(Fe2+) =Т(KMnO4 / Fe2+) Vт.э = 0,0271 0,8 = 0,0217 г.

Затем рассчитывается концентрация раствора:

161

T = Vm = 0,027110 = 0,002710 г/мл.

Электрогравиметрический анализ

Задача 7. Навеску сплава массой 0,3578 г растворили и через полученный раствор в течение 10,0 минут пропускали ток силой 0,10 А, в результате чего на катоде полностью выделилась медь. Определить массовую долю (%) меди в сплаве, если выход по току составлял 90 %.

Решение. В соответствии с законом Фарадея

m(Cu) = IτM (Cu)η , Fn100

где m(Cu) – масса выделенной меди, г; I – сила тока, А; τ – время электролиза, с; M (Cu) – молярная масса меди, г/моль; F – постоянная Фара-

дея; n – число электронов, участвующих в электрохимическом процессе; η выход по току, %;

m(Cu) = 0,1 60 63,54 90 = 0,0179г. 96500 2 100

Массовая доля (%) меди в сплаве равна

ω(Сu) = m(Cu)100 = 0,0179 100 = 4,96.

mсплава 0,3578

162

ЛИТЕРАТУРА

1.Айвазов Б.В. Введение в хроматографию. – М.: Высшая школа, 1983. – 250 с.

2.Аналитическая химия: в 3 т. / под ред. Л.Н. Москвина. – М.: Ака-

демия, 2008. – Т. 1. – 576 с.; Т. 2. – 304 с.

3.Аналитическая химия. Проблемы и подходы. В 2 т. – Т. 2. Кельнер Р., Мерме Ж.-М., Отто М., Видмер Г.Н. / Пер. с англ.: А.Г. Борзенко и др.; под ред. Ю.А. Золотова. – М.: Мир: АСТ, 2004 – 728 с.

4.Аналитическая химия и физико-химические методы анализа / под ред. О.М. Петрухина. – М.: Химия, 2001. – 496 с.

5.Аналитическая хроматография / К.И. Сакодынский, В.В. Бражников, С.А. Волков и др. – М.: Химия, 1993. – 463 с.

6.Булатов М.И., Калинкин И.П. Практическое руководство по фотоколориметрическим и спектрофотометрическим методам анали-

за. – Л.: Химия, 1986. – 376 с.

7.Васильев В.П. Аналитическая химия. Ч. 2. – М.: Дрофа, 2007. – 384 с.

8.Васильев В.П. Аналитическая химия: лабораторный практикум / В.П. Васильев, Р.П. Морозова, Л.А. Кочергина. – 3-е изд., стер. –

М.: Дрофа, 2006. – 414 с.

9.Вяхирев Д.А., Шушунова А.Ф. Руководство по газовой хромато-

графии. – М.: Высшая школа, 1987. – 335 с.

10.Гольберт К.А., Вигдергауз М.С. Введение в газовую хроматогра-

фию. – М.: Химия, 1990. – 351 с.

11.Дорохова Е. Н., Прохорова Т.В. Аналитическая химия. Физикохимические методы анализа. – М.: Высшая школа, 1991. – 256 с.

12.Дробышев А.И. Основы атомного спектрального анализа. – М.:

Озон, 1997. – 256 с.

13.Зайдель А.Н. Основы спектрального анализа. – М.: Наука, 1986. – 326 с.

14.Кристиан Г. Аналитическая химия: в 2 т.: пер. с англ. – М.: БИ-

НОМ, 2009. – Т. 1. – 623 с.; Т. 2. – 504 с.

15.Основы аналитической химии: в 2 кн. / под ред. Ю.А. Золотова. –

М.: Высш. шк., 2004. – Кн. 1. – 359 с.; Кн. 2. – 503 с.

16.Основы аналитической химии. Практическое руководство / под ред. Ю.А. Золотова. – М.: Химия, 2001. – 463 с.

163

17.Основы современного электрохимического анализа / Г.К. Будников, В.Н. Майстренко, М.Р. Вяселев. – М.: Мир: Бином: Лаборатория знаний, 2003. – 592 с.

18.Отто М. Современные методы аналитической химии. – М.: Техно-

сфера, 2008. – 543 с.

19.Перов А.А., Ерохнн Е.В., Ищенко А.А. Масс-спектрометрия: учеб. пособие. – М.: МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2009. – 46 с.

20.Пентин Ю.А., Вилков Л.В. Основы молекулярной спектроско-

пии. – М.: БИНОМ, 2008. – 398 с.

21.Столяров Б. В. Руководство к практическим работам по газовой хроматографии: учеб. пособие / Б.В. Столяров, И.М. Савинов, А.Г. Витенберг. – Л.: Химия, 1988. – 335 с.

22.Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия. Аналитика: в 2 т. – М.:

Высш. шк., 2001. – Т. 1. – 615 с.; Т. 2. – 559 с. 23.Электроаналитические методы: теория и практика / А. Бонд и др.;

под ред. Ф. Шольца. – М.: БИНОМ, 2006. – 326 с.

164

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица I

Константы диссоциации некоторых кислот и оснований

Кислоты

 

 

 

 

Константа

рK = –lg K

Название

Формула

диссоциации,

 

 

 

 

Kкисл

 

Азотистая

 

 

HNO2

5,1 · 10-4

3,29

Бензойная

 

 

C6H5COOH

6, 3 · 10– 5

4,20

Борная K1

 

 

 

7, 1 · 10–10

9,15

K2

 

 

H3BO3

1, 8 · 10–13

12,74

K3

 

 

 

1,6 · 10–14

13,80

Муравьиная

 

 

HCOOH

1,8 · 10–4

3,75

Мышьяковая

K1

 

5,6 · 10–3

2,25

K2

 

 

H3AsO4

1,7 · 10–7

6,77

K3

 

 

 

2,95 · 10–12

11,53

Салициловая

K1

C6H4(OH)COOH

1,1 · 10–3

2,97

K2

 

 

 

2,6 · 10–14

13,59

Сернистая

 

K1

H2SO3

1,4 · 10–2

1,85

K2

 

 

 

6,2 · 10–8

7,20

Сероводородная K1

H2S

1,0 · 10–7

6,99

K2

 

 

 

2,5 · 10–13

12,60

Синильная

 

 

HCN

5,0 · 10–10

9,30

Угольная

K1

H2CO3

4,5 ·10–7

6,35

K2

 

 

 

4,8 · 10–11

10,32

Уксусная

 

 

CH3COOH

1,74 · 10–5

4,76

Фосфорная

 

K1

 

7,1 · 10–3

2,15

K2

 

 

H3PO4

6,2 · 10–8

7,21

K3

 

 

 

5,0 · 10–13

12,30

Янтарная

K1

H2C4H4O4

1,6 · 10–5

4,21

K2

 

 

 

2,3 · 10–6

5,63

165

Окончание табл. I

Основания

Название

Формула

Kосн

рK = –lg K

 

 

 

 

Аммиака

NH3 +H2O

1,76 · 10–5

4,76

раствор

 

 

 

Анилин

C6H5NH2 + H2O

4,3 · 10–10

9,37

Бензиламин

C6H5CH2NH2 + H2O

2,1 · 10–5

4,67

Гидразин

N2H4 +H2O

9,3 · 10–7

6,03

Диэтиламин

(C2H5) 2NH + H2O

1,2 · 10–3

2,91

8-Оксихинолин

C9H7N + H2O

1,0 · 10–9

8,99

Пиридин

C6H5 N + H2O

1,5 · 10–9

8,82

Свинца

Pb(OH)2

9,55 · 10–4

3,02

гидроксид K1

 

3,0 · 10–8

 

K2

 

7,52

Серебра

AgOH

5,0 · 10–3

2,30

гидроксид

 

 

 

Этаноламин

H2N (CH2)2OH+H2O

1,8 · 10–5

4,75

Этиламин

CH3CH2NH2 + H2O

6,5 · 10–4

3,19

166

167

Стандартные электродные потенциалы

Элемент

 

 

 

Полуреакция

Ео, В

As

H3AsO4 +2H+ + 2e = HAsO2 + 2H2O

0,559

Br

Br2 + 2e = 2Br-

 

 

 

1,087

 

2BrO 3+ 12H++ 10e = Br2+ 6H2O

1,52

 

+

 

= Br

+ 6H2O

1,45

 

BrO 3

+6H + 6e

 

 

C

2CO2 +2 H++ 2e = H2C2O4

–0,49

Ce

Ce4++ e = Ce3+

 

 

 

1,77

 

Ce3++ 3e = Ce↓

 

 

 

–2,48

Cl

Cl2+2e = 2Cl

 

 

 

1,36

 

 

 

 

 

 

 

2ClO 3+ 12H+ + 10e = Cl2↑+ 6H2O

1,47

 

ClO 3+ 6H++10e = Cl + 3H2O

1,45

Cr

Cr3+ + e = Cr2+

 

 

 

–0,41

 

Cr2O 72+14 H++6e = 2 Cr3++ 7H2O

1,33

Cu

Cu2+ + e = Cu+

 

 

 

0,159

 

Cu2+ + I + e = CuI↓

 

 

0,86

Fe

Fe3+ + e = Fe2+

 

 

 

0,77

 

Fe3+ + 3e = Fe↓

 

 

 

–0,058

 

Fe2+ + 2e = Fe↓

 

 

 

–0,473

 

 

 

 

 

 

 

 

Элемент Полуреакция

H2H+ + 2e = H2

H2O2 + 2H+ + 2e = 2H2O

II2 + 2e = 2I

2IO 3+ 12H+ + 10e = I2↓ + 2H2O

 

IO 3+ 6H+ + 6e = I + 3H2O

Mn

MnO 4+ 4H+ + 3e = MnO2↓ + 2H2O

 

MnO 4+ 2H2O + 3e = MnO2↓+ 4OH

 

MnO 4 + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O

 

O2↑ + 2H+ + 2e = H2O2

О2

 

O2↑ + 4H+ + 2e = H2O

SS4O 62+ 2e = 2S2O 32

2SO 24+ 10H+ + 8e = S2O 32+ 5H2O

S4O82+ 2e = 2SO 24

Sn

Sn2+

+ 2e = Sn↓

 

Sn4+

+ 2e = Sn2+

 

Sn4+

+ 2e = Sn↓

Sb

Sb3+

+ 3e = Sb↓

Sb2O5↓+ 4H+ + 4e = Sb2O3↓+2H2O

Таблица II

Ео, В

0,00

1,77

0,54

1,19

1,08

1,69

0,60

1,51

0,68

1,23

0,09

0,29

2,01

–0,14

0,15

0,01

0,2

0,69

167

Учебное издание

КОРОТКОВА Елена Ивановна ГИНДУЛЛИНА Татьяна Михайловна ДУБОВА Надежда Михайловна ВОРОНОВА Олеся Александровна

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И АНАЛИЗА

Учебное пособие

Издано в авторской редакции

Научный редактор

доктор химических наук, профессор А.А. Бакибаев

Дизайн обложки О.Ю. Аршинова

Отпечатано в Издательстве ТПУ в полном соответствии с качеством предоставленного оригинал-макета

Подписано к печати 13.09.2011. Формат 60х84/16. Бумага «Снегурочка».

Печать XEROX. Усл. печ. л. 9,77. Уч.-изд. л. 8,84.

Заказ 1321-11. Тираж 100 экз.

Национальный исследовательский Томский политехнический университет Система менеджмента качества

Издательства Томского политехнического университета сертифицирована

NATIONAL QUALITY ASSURANCE по стандарту BS EN ISO 9001:2008

. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30

Тел./факс: 8(3822)56-35-35, www.tpu.ru