- •Министерство образования и науки Российской Федерации
- •Титриметрические методы анализа. Сущность титриметрии
- •Прямое титрование
- •Обратное титрование (титрование по остатку)
- •Метод замещения
- •Единицы количества вещества и разные способы выражения концентраций растворов. Формулы для расчетов
- •1. Метод кислотно–основного титрования
- •1.1 Расчёты в методе кислотно–основного титрования Закон эквивалентов. Эквиваленты веществ
- •1.2. Лабораторные работы. Метод кислотно-основного титрования Лабораторная работа № 1 Определение содержания щелочи в контрольном объеме раствора
- •Лабораторная работа № 2 Определение миллиграммового содержания NaOh и Na2co3 при совместном присутствии
- •Лабораторная работа № 4 Определение процентного содержания аммиака в солях аммония методом обратного титрования
- •Лабораторная работа № 5 Определение сильной и слабой кислот при совместном присутствии
- •1.3 Задачи и примеры решений
- •I Вычислить рН и рОн растворов, если:
- •III Вычислить рН и рОн растворов, если:
- •IV Вычислить рН и рОн растворов, если смешали:
- •0,1 М раствора NaOh и 19,0 мл 0,1 м
- •V Вычислить рН и рОн растворов, если смешали:
- •0,1 Н раствора нСl и 20 мл. 0,1 н. Nh4он.
- •VI Выбрать индикатор для титрования раствора (1) рабочим
- •VII Вычислить эквивалентную массу вещества (а), которое
- •VIII Расчеты, связанные с приготовлением рабочих растворов
- •IX. Вычисление результатов титриметрического анализа
- •X. Вычисление результатов титриметрического анализа
- •2. Метод редоксометрии (перманганатометрия и иодометрия)
- •2.1. Метод перманганатометрии
- •Метод перманганатометрии имеет следующие достоинства:
- •Недостатки метода:
- •Приготовление и хранение раствора kMnO4
- •Техника безопасности
- •2.2 Лабораторные работы Перманганатометрия Лабораторная работа №1
- •Лабораторная работа №2 Определение миллиграммового содержания железа (II) в солях, рудах и технических материалах
- •Лабораторная работа №3 Определение миллиграммового содержания хрома в бихромате калия методом обратного титрования
- •План работы
- •Метод иодометрии
- •Лабораторная работа №4 Установка нормальности рабочего раствора тиосульфата натрия
- •Лабораторная работа №5 Определение миллиграммового содержания меди в сульфате меди
- •2.3. Задачи и примеры решений
- •II. Оценка возможности протекания реакций
- •III. Расчет потенциалов
- •IV. Составление окислительно-восстановительных реакций
- •V. Определение молярных масс эквивалентов окислителей и восстановителей в реакциях
- •VI. Расчеты навесок и концентраций растворов
- •VII. Рассчитать область скачка титрования, окислительно-восстановительный потенциал в точке эквивалентности и подобрать индикатор при титровании
- •Пусть исходные данные
- •Потенциал исходного раствора
- •Расчет потенциала до точки эквивалентности
- •В растворе присутствуют Fe (III) и Сe (III) в эквивалентных количествах.
- •Расчет потенциала раствора до точки эквивалентности.
- •VIII. Расчеты по результатам прямого титрования
- •IX. Расчеты по результатам обратного и заместительного (косвенного) титрования
- •3. Метод комплексонометрии
- •3.1. Лабораторные работы (Метод комплексонометрии). Лабораторная работа № 1 Приготовление рабочего раствора трилона б илиNa2c10h14o8n2
- •Лабораторная работа №2 Определение общей жесткости воды
- •Лабораторная работа №3 Определение миллиграммового содержания ионов кальция и магния при совместном присутствии
- •Лабораторная работа №4 Определение миллиграммового содержания иона кобальта в неизвестном объеме
- •Лабораторная работа № 5 Определение миллиграммового содержания
- •3.2. Задачи и примеры решений. Определение результатов, комплексонометрических определений
- •3.3 Варианты домашних заданий.
- •4. Метод гравиметрии
- •4.1 Лабораторные работы (метод гравиметрии).
- •244,3 Г/моль – 98 г/моль – 1000 мл
- •4.2. Задачи и примеры решений.
- •I. Расчет навески
- •II. Расчёт осадителя
- •III. Определение факторов пересчёта
- •IV. Вычисление результатов весовых анализов
- •5. Приложения
III. Расчет потенциалов
Пример: Вычислить окислительный потенциал пары Fe3+/Fe2+ при концен-
трациях ионов [Fe3+] = 1 моль/л; [Fe2+] = 0,0001 моль/л.
Решение: Составим схему реакции:
Fe3+ + 1e → Fe2+
Воспользуемся уравнением Нернста:
φок/вос = φ0ок/вос + ,
Таким образом, для пары Fe3+/Fe2+ оно будет иметь вид:
φ Fe3+/Fe2+ = φ0 Fe3+/Fe2+ + ,
где φ0 Fe3+/Fe2+ = +0,771В; n = 1,
тогда имеем:
φ Fe3+/Fe2+ = +0,771 + = 1,002 В
Вычислить окислительный потенциал пары:
Sn4+/Sn2+ при концентрации ионов [Sn4+] = 0,1 моль/л, ионов [Sn2+] = 0,0001 моль/л.
Cd2+/Cd0 при концентрации ионов [Cd2+] = 0,2 моль/л.
Mn2+/Mn0 при концентрации ионов [Mn2+] = 0,2 моль/л.
MnO4-/Mn2+ при концентрации ионов [H+] = 10-5 моль/л, [MnO4-] = [Mn2+].
PbO2/Pb2+ при концентрации ионов [Pb2+] = 0,5 моль/л, [H+] = 0,1 моль/л.
Сu+/Cu0 при концентрации ионов [Cu+] = 0,01 моль/л.
AsO43-/AsO33- при концентрации ионов [AsO43-] = 0,1 моль/л, [AsO33-] = 0,01 моль/л, [H+] = 0,1 моль/л.
Ni+2/Ni0 при концентрации ионов [Ni+2] = 0,4 моль/л.
NO3-/NO2- при концентрации ионов [NO3-] = 0,2 моль/л, [NO2-] = 0,15 моль/л, [H+] = 0,01 моль/л.
Fe3+/ Fe2+ при концентрации ионов [Fe3+] =0,001 моль/л, [Fe2+] =0,01 моль/л.
BrO3-/ BrO- при концентрации ионов [BrO3-] =0,01 моль/л, [BrO-] =0,1 моль/л, [OH-] = 0,1 моль/л.
IO3-/ IO- при концентрации ионов [IO3-] =0,2 моль/л, [IO-] =0,1 моль/л, [OH-] = 0,01 моль/л.
Cr2O72-/ 2Cr3+ при концентрации ионов [Cr2O72-] =0,3 моль/л, [Cr3+] =0,5 моль/л, [H+] = 0,1 моль/л.
Br2/ 2Br- при концентрации ионов [Br-] =0,2 моль/л.
PO43-/ PO33- при концентрации ионов [PO43-] =0,2 моль/л, [PO33-] =0,3 моль/л, [H+] = 0,1 моль/л.
CrO42-/ Cr3+ при концентрации ионов [CrO42-] =0,1 моль/л, [Cr3+] =0,2 моль/л, [H+] = 0,1 моль/л.
C2O42-/CO2 при концентрации ионов [C2O42-] =0,2 моль/л, [H+] = 0,1 моль/л.
S4O62-/S2O32- при концентрации ионов [S4O62-] =0,2 моль/л, [S2O32-] = 0,3 моль/л.
SO42-/H2S при концентрации ионов [SO42-] = 0,5 моль/л, [H+] = 0,1 моль/л.
NO3-/NO при концентрации ионов [NO3-]=1 моль/л, [H+] = 0,1 моль/л.
IV. Составление окислительно-восстановительных реакций
Пример: As2S3 + NO3- → AsO43- + NO+SO42-
Решение: Находим по таблице значения окислительно-восстановительных потенциалов:
Таким образом, окислителем является N+5(ион NO3-), а восстановителем As+3 (As2O3). Исходя из величин ОВП рассчитаем ЭДС реакции:
ЭДС = 0,96 – 0,56 = 0,40 В, таким образом протекание реакции возможно.
Составляем уравнение ионно-электронного баланса:
-
3
As2S3 + 20H2O – 28e → 2AsO43- + 3SO42- + 40H+
28
NO3- + 4H+ + 3e → NO + 2H2O
Таким образом:
-
3As2S3 + 4H2O + 28NO3- → 6AsO43- + 9SO42- + 8H+ + 28NO, или
3As2S3 + 4H2O + 28HNO3 → 6H3AsO4 + 9H2SO4 + 28NO
Пользуясь значениями стандартных окислительно-восстановительных потенциалов, закончить схемы и составить уравнения в молекулярной форме следующих окислительно восстановительных процессов:
а) I2 + SO32- → I- + SO42-
б) Окисление марганца (II) до перманганата персульфатом аммония (NH4)2S2O8.
а) S2- + Br2 → S↓ + Br-
б) Взаимодействие KI c HNO2 в кислом растворе.
а) As + HNO3(конц.) →
б) Окисление церия (III) до церия (IV) висмутатом натрия (NaBiO3).
а) MnO4- + H2O2 → Mn2++…
б) Окисление HAsO32- до HAsO42- кислородом воздуха.
а) Cr2O72- + H2O2 + nH+(среда) →
б) Окисление урана (IV) до урана (VI) с помощью Н2О2.
а) I2 + OH- → IO- + I-
б) Взаимодействие анилина со смесью KВrO3 и KBr в кислом растворе.
а) Sb2S3 + NO3- → SbO42-+SO42-
б) Восстановление железа (III) до железа (II) диоксидом серы.
а) As2O3 + ClO3- → AsO43-+…
б) Восстановление КbrO3 до Br2 раствором С2О42-.
а) S2- + ClO- → SO42-+…
б) Окисление азотистой кислоты раствором перманганата калия
а) Cr3+ + Br2 + n(OH)-(среда) →
б) окисление Н2О2 раствором KMnO4
а) S2- + Cr2O72- → S↓+…
б) Взаимодействия KI с IO3- в кислом растворе
а) NO2- + ClO3- → Cl-+…
б) Окисления SCN- до SO42- ионами IO3- в кислой среде (HCl)
а) C2O42- + MnO4- + nH+(среда) → СО2+…
б) Взаимодействия KI с HNO2 в кислом растворе
а) S2O32- + ClO- → Cl- + SO42-
б) Восстановления Cr2O72- до Cr3+ в кислой среде раствором KI.
а) H2O2 + Cr2O72- → CrO5+…
б) Восстановления BrO3- до Br- в кислой среде
а) Br- + Cr2O72- → Cr3++…
б) Восстановления Сu2+ до Cu+ в слабокислой среде раствором KI.
а) I- + IO3- → I2
б) Бромирования фенола
а) Cr3+ + MnO4- + nOH-(среда) →
б) Окисления Sn2+ до Sn4+ в кислой среде раствором Fe3+
а) Mn2+ + PbO2 + nH+(среда) →
б) Восстановления MnO4.- до MnO42-
а) I- + MnO4- → I2+…
б) Восстановления SbO43- до SbO33- в кислом растворе