Вопрос 4

(кислотно основное титрование) - титриметрические методы определения концентрации кислот или оснований, основанные на реакции нейтрализации:

Н₃O⁺ + ОН⁻ = 2Н₂О

Титрование раствором щелочи называется алкалиметрией^[1], а титрование раствором кислоты — ацидиметрией^[2].

Определение щелочи проводят прямым титрованием стандартным раствором кислоты. Для этого в мерную колбу наливают обьем щелочи с известным содержанием KOH или NaOH, доливают воду до метки и тщательно перемешивают. Пипеткой переносят точный обьем раствора щелочи в коническую колбу для титрования, прибавляют 1 – 2 капли фенолфталиента или метилоранжа и титруют стандартным раствором кислоты до исчезновения малиновой окраски при работе с фенолфталиеном или появления оранжево-розовой окраски при работе с метиловым оранжевым от одной капли раствора кислоты. Расчет массы пробы производится по формуле:

m = T(HCL/NaOH) * V(HCL/NaOH) * Vп/Vт (г)

Vп - объем пробы, Vт - обьем титра

Или по формуле Ричардса-Чечотта и имет вид w = Kd^2, где d- диаметр (мм) куска макс. размера (определяется ситовым анализом); K – коэффициент пропорциональности, зависящий от однородности и ценности руды

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопрос 5

(определение содержания аммиака в растворе методом обратного титрования)

К анализируемому раствору соли аммония добавляют избыток щелочи, и выделившийся аммиак отгоняют в определенный заведомо избыточный обьем титрованного раствора кислоты. Количество кислоты, оставшейся в растворе после взаимодействия с аммиаком, определяют титрованием щелочью по метиловому оранжевому. Применение фенолфталиента и других индикаторов с pT > 7 недопустимо, так как в реакцию могут вступить ионы аммония, присутствующие в растворе. Расчет массы вещества в пробе осуществляется по формуле:

m(NH3) = T (HCL/NH3) * V’’(HCL/NH3) * Vп/Vт (г)

Vп - объем пробы, Vт - обьем титра

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопрос 6

Окислительно-восстановительное титрование. Окислительно-восстановтительные потенциалы. ЭДС. Стандартные растворы и индикаторы при окслительно-восстановительном титровании. ОВТ является одним из видов титрометрического метода. Оно основано на реакциях окисления-восстановления. В качестве титрантов чаще всего используют растворы окислителей. Восстановители менее устойчивы, т.к. окисляются кислородом воздуха. ОВТ может быть прямым, косвенным или обратным. Для определения точки эквивалентности в ОВТ применяют визуальную индикацию и физико-химические методы индикации.

Для количественной характеристики ОВ активности веществ применяют электродные или окислительно-восстановительные потенциалы Е. Величина электронного потенциала при концентрации ионов, равной единице и температуре 25ºС, измеренная по отношению к потенциалу водородного электрода H⁺_(p) + ē <=> H₂(г) при тех же условиях называется стандартным электродным потенциалом. Сущность возникновения электродного потенциала заключается в: если пластинку металла Me погрузить в р-р, содержащий ионы Meⁿ⁺, то между металлом и р-ом возникает разность потенциалов, называемая электродным потенциалом: Meⁿ⁺ + nē <=> MeºE В. Этот потенциал связан с изобарно-изометрическим потенциалом соотношением ∆G=nFE, где F – число Фарадея, n – число электронов, передаваемых в элементарном акте. Следовательно, ЭП можно использовать для определения направления ОВР. Убывание величины электродного потенциала свидетельствует об уменьшении окислительной и увеличении восстановительной активности.

Движущей силой ОВР является ЭДС, которую рассчитывают как алгебраическую разность соответствующих электродных потенциалов: ЭДС=1,51-0,77=0,4 В. Считается, что реакцию можно использовать для аналитических определений, если ее ЭДС превышает 0,4 В. Величина электродного потенциала зависит от соотношения концентраций (точнее активностей) окисленной и восстановленной форм в-ва, а также от температуры, pH среды и др. Зависимость значения электродного потенциала от концентрации окисленной и восстановленной форм в-ва и температуры описывается уравнением Нернста: E=E⁰+lg, где E – стандартный электродный потенциал процесса, R – универсальная газовая постоянная, T – абсолютная температура, n – число элеткронов, передаваемых в элементарном акте, F – число Фарадея, C_окис и C_вос – концентрации, соответственно окисленной и восстановленной форм вещества, x и y – стехиометрические коэффициенты. При T=25ºC (298 K) после подстановки R=8,31 Дж/моль К и F=96500 к/моль уравнение имеет вид: E=E⁰+lg.

Стандартные растворы, применяемые в окислительно-восстановительных методах титрования, характеризуются широким интервалом значений окислительно-восстановительных потенциалов, следовательно, аналитические возможности этих методов велики. В случае, если титруемый раствор содержит только один компонент, обладающий достаточно высокой способностью к присоединению электронов, а титрант – единственный источник электронов (или наоборот) и при этом имеется надежный способ индикации конечной точки титрования, применим способ прямого титрования. Если эти условия не выполняются, используют косвенные способы титрования. Окислительно-восстановительная реакция между определяемым веществом и титрантом должна удовлетворять общим требованиям, предъявляемым к реакциям, используемым в титриметрии. Для определения точки эквивалентности в ОВТ используют различные индикаторы:

1) Окислительно-восстановительные индикаторы (редокс-индикаторы), изменяющие цвет при изменении окислительно-восстановительного потенциала системы. Редокс-индикаторы делятся на: обратимые и необратимые. Обратимые индикаторы – обратимо изменяют свой цвет при изменении потенциала системы. Необратимые индикаторы – подвергаются необратимому окислению или восстановлению, в результате чего цвет индикатора изменяется необратимо. При проведении окислительно-восстановительного титрования необходимо подбирать индикатор таким образом, чтобы потенциал индикатора находился в пределах скачка потенциала на кривой титрования. Многие индикаторы окислительно-восстановительного титрования обладают кислотными или основными свойствами и могут менять свое поведение в зависимости от рН среды. Титрование индикаторным методом возможно, если для данной реакции ЭДС ≥ 0,4 В. При ЭДС = 0,4 – 0,2 В используют инструментальные индикаторы.

2) Специфические индикаторы, изменяющие свой цвет при появлении избытка титранта или исчезновении определяемого вещества. Специфические индикаторы применяют в некоторых случаях. Так крахмал – индикатор на присутствие свободного йода. В присутствии йода крахмал при комнатной температуре синеет. Появление синей окраски крахмала связано с адсорбцией йода на амилазе, входящей в состав крахмала.

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________