Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Расчет кривых кислотно-основного и окислительно-восстановительного титрования. Учебное пособие по дисциплине «аналитическая химия» для студентов фарма

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

11.08.2026

Размер:

575 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 55

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Расчет концентрации реагентов в процессе титрования двухосновной кислоты или двухкислотного основания

Таблица 9 Расчет концентрации определяемого вещества (A), титранта (B)

и продуктов реакции (C1 и С2) в процессе титрования

(A + B → C1, C1 + B → C2)

CA(VB)

CB(VB)

CC1(VB)

CC2(VB)

До ТЭ1

CA(0) VA −CB(0) VB

CB(0) VB

В ТЭ1

CB(0) VB

Между

2 C (0) V −C (0) V

C (0) V −C (0) V

ТЭ1 и

A B

B A

ТЭ2

В ТЭ2

CA(0) VA

После

CB(0) VB −2 CA(0) VA

CA(0) VA

ТЭ2

Обозначения: см. табл. 1.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Расчет ОВ потенциала в ТЭ при титровании раствора йода раствором тиосульфата натрия

Соответствующие полуреакции

I2 + 2e– → 2I–, 2S2O32– – 2e– → S4O62–

относятся к типу II. По уравнению Нернста в любой момент титрования, в том числе в ТЭ,

EТЭ = EAo

0,059

[I2 ]

(10)

[I−]2

0,059

[S4O62−

]

EТЭ = EB

(11)

[S2O32−]2

где EA° и EB° — стандартные ОВ потенциалы соответствующих полуреакций.

Складывая эти выражения, получим

0,059

[I2 ] [S4O62−]

2 EТЭ = EA + EB

(12)

[I−]2 [S2O32−]2

(В общем случае, если в полуреакциях участвует разное число электронов, перед сложением каждую формулу удобно домножить на соответствующее полуреакции число электронов.)

Из уравнения реакции титрования
I2 + 2S2O32–↔ S4O62– + 2I–
следует, что в ТЭ
[S2O32–] = 2 [I2].	(13)

Равенство

[I–] = 2 [S4O62–],

которое, как может показаться, тоже должно быть справедливо, на практике не выполняется из-за того, что йодометрическое титрование проводят в при-

сутствии избытка KI.

Тогда, подставляя (13) в (12), получим

0,059

] [S

O2−]

0,059

O2− ]

2 E

ТЭ

= E

+ E

= E

+ E

[I−]2 (2 [I2 ])2

[I−]2 [I2 ]

Eo + Eo

0,059

O2− ]

EТЭ =

B +

(14)

[I−]2 [I2 ]

Концентрация I2 как определяемого вещества в ТЭ стремится к нулю, но из-за обратимости реакции нуля не достигает. Вычитая (11) из (10) и ис-

пользуя равенство (13), получим
0 = EAo − EBo +	0,059 lg	[I2 ] [S2O32−]2	= EAo	− EBo +	0,059 lg	4 [I2 ]3	.

	2	[I−]2 [S4O62−]			2	[I−]2 [S4O62−]

Из полученного уравнения легко выразить [I2]:

																																43
[I2 ] =				3	[I−]2 [S4O62−]														,																				(15)
[I2 ] =				3			4			K									,																				(15)
							4			K
где K — константа равновесия реакции титрования, равная
	K =10				2 (EA −EB ) 0,059										.
	K =10														.
Подставляя (15) в (14), получим
	EТЭ =			EAo + EBo							+ 0,059										lg					[S4O62−] (4 K )1 3											,
	EТЭ =			EAo + EBo							+ 0,059										lg		4 [I−]2 [I−]2 3 [S4O62−]1 3														,
						2									4								4 [I−]2 [I−]2 3 [S4O62−]1 3
0,059				lg				[S4O62−] (4 K )1 3																				=		0,059				lg	[S4O62−]2 3 K1 3
																																				2 3		− 8 3	=
		4				4 [I			−		]	2		[I	−	]		2 3							2	−	1 3				4				4	2 3		− 8 3	=
		4				4 [I					]			[I		]					[S4O6					]					4				4		[I	]
0,059				lg		[S4O62−]								+ 0,059								lg K ,
		6				4 [I−]4												12
	0,059			lg K =						EAo				− EBo						,
12				lg K =										6						,														2−]
12														6
	EТЭ =			Eo		+ Eo								Eo			− Eo								0,059			lg			[S		O		,
	EТЭ =				A	2		B +							A		6				B +					6		lg			4	4		6	,
						2											6									6					4	[I−]4
	EТЭ =			2 Eo			+			Eo				+	0,059							lg			[S		O2−]			.									(16)
	EТЭ =					A						B		+					6			lg				4	6			.									(16)
						3													6						4 [I−]4
				Равновесную концентрацию тетратионат-ионов в ТЭ легко вычислить
на основании закона эквивалентов:
[S		4	O2−] = f				Э		[S				O2−				]		Э		=C			A	(0) V				(2 V ),										(17)
		4	6				Э					4		6					Э					A			A

где СA(0) — молярная концентрация эквивалента в растворе определяемого вещества (I2) до начала титрования; VA — объём раствора определяемого вещества до начала титрования; fЭ — фактор эквивалентности S4O62–, равный ½; V =VA + VB(ТЭ) — общий объём раствора в ТЭ.

	Равновесная концентрация йодид-ионов в ТЭ складывается из избытка
ионов I–, изначально присутствовавших в растворе ([I–]1), и I–, образовавших-
ся в процессе титрования ([I–]2):
[I−] = CKI VA , [I−]				2	= CA (0) VA ,
1	V			2	V
[I−] =[I−] +[I−]		2	=	(CKI +CA (0)) VA .		(18)
	1	2			V
					V

Здесь CKI — молярная концентрация йодида калия в исходном растворе определяемого вещества. Остальные обозначения такие же, как в формуле (17). Фактор эквивалентности I– равен единице.

Подставляя (17) и (18) в (16), окончательно получим

0,059

2 EA + EB

3 lg

+lgC

(0)−4 lg(C

(0)) .

2 V

ТЭ

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Расчет индикаторной ошибки титрования раствора йода раствором тиосульфата натрия с ОВ индикатором

Раствор недотитрован (ЕInd > EТЭ)

Индикаторную ошибку рассчитываем по полуреакции, связанной с оп-

ределяемым веществом
EInd = EAo +	0,059	lg	[I2 ]	.	(19)
	2
			[I−]2

Относительная ошибка титрования определяется как отношение количества вещества избытка I2 в конечной точке титрования к начальному коли-


честву определяемого йода (CA(0) VA/2):
	2 [I		] V 100
ОТ% = −		2		.	(20)
	C	(0) V
	A		A

Здесь и далее: CA(0) — молярная концентрация эквивалента йода в исходном растворе, VA — объём этого раствора, V = VA + VB — общий объём раствора в конечной точке титрования. (Коэффициент «2» связан с переводом молярной концентрации эквивалента I2 в молярную концентрацию молекул I2.)

Выразим равновесную концентрацию йода в конечной точке титрова-

ния из уравнения (19):
[I2 ] = X [I−]2 ,	(21)

где X =102 (EInd −EAo )0,059 .

Учитывая, что йодометрическое титрование проводят в присутствии избытка KI, получим

[I−] = CA (0) VA −[I2 ] V +CKI VA .

Если ошибка титрования не очень высока, то

CA(0) VA >> [I2] V. Тогда

[I− ] ≈ (CA (0)+CKI ) VA .

(22)

Подставляя (21) и (22) в (20), окончательно получим

ОТ% = −

2 X [I−]2 V 100

= −X

(CA (0)+CKI )2 VA2 V 200

(0) V

(0) V V 2

ОТ% = −10

2 (EInd

−EAo )0,059

(CA (0)+CKI )2 200

CA (0)

Раствор перетитрован (ЕInd < EТЭ)

Индикаторную ошибку рассчитываем по полуреакции, титрантом

o	0,059		[S4O62−]
EInd = EB +		lg		.
EInd = EB +	2	lg	[S2O32−]2	.
	2		[S2O32−]2

связанной с

(23)

Относительная ошибка титрования определяется как отношение количества вещества йода, эквивалентного избытку титранта (S2O32–) в конечной точке титрования, к общему количеству определяемого йода. По закону эк-

вивалентов

ν(I2) = νЭ(I2)/2 = [S2O32–]Э V/2.

Учитывая, что фактор эквивалентности I2 равен ½, а fЭ(S2O32–) = 1, получим

ОТ% =	[S2O32−] V 100			.	(24)
	C	A	(0) V
			A

(Напомним, что здесь CA(0) — молярная концентрация эквивалента йода в исходном растворе.)

Выразим равновесную концентрацию тиосульфата в конечной точке

титрования из уравнения (23):

[S2O32−] = X [S4O62−] ,

(25)

где X =102 (EBo −EInd )0,059 .

(0) V

(2 V ).

В ТЭ [S

O2−]

=[S

O2−]

/ 2 =

(26)

Подставляя (25) и (26)

в (24), окончательно получим

ОТ% =

(

CA (0) VA

(2 V ))V 100

=10

(EBo

−EInd )0,059

100.

(0) V

2 C

(0) V

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Примерные варианты индивидуальных заданий на расчет и анализ кривых кислотно-основного титрования

Типы заданий

1.Построить кривую титрования Y М раствора вещества X из колбы ёмкостью Z мл. Титрование методом аликвотных проб. (Необходимо выбрать концентрацию титранта и объём аликвоты.)

2.Построить кривую титрования раствора вещества X, приготовленного из навески этого вещества массой Y г в колбе ёмкостью Z мл. Титрование методом аликвотных проб. (Необходимо выбрать концентрацию титранта и объём аликвоты.)

3.Построить кривую титрования раствора вещества X, приготовленного растворением навески этого вещества массой Y г в Z мл воды. Титрование методом отдельных навесок. (Необходимо выбрать только концентрацию титранта.)

№	Определяемое	С, моль/л	m, г	VK, мл	Тип
№	вещество	С, моль/л	m, г	VK, мл	Тип
	вещество

1	CH2=CHCOOH	0,0825		100	1
2	H2NC6H4COOH(1, 2)	0,264		250	1
3	C6H5COOH		0,114	50	3
4	HOOCCH=CHCOOH	0,123		200	1

5	CH3CH(OH)COOH	0,0562		100	1
6	HCOOH	0,0223		250	1

7	H3AsO4		5,644	200	2
8	C6H4(OH)COOH	0,621		250	1
9	H2SeO3	0,0943		100	1
10	H2SO3	0,512		200	1
11	C6H3(OH)(COOH)SO3H		0,146	50	3
12	H3PO3	0,442		100	1
13	HF	1,12		200	1

14	H2CrO4	0,0338		250	1
15	H2C2O4 2H2O		0,385	25	3

16	NH3	0,872		100	1
17	CH3(CH2)3NH2	0,0607		200	1
18	N2H4	1,27		250	1
19	(CH3)2NH	0,0537		50	1
20	C5H5N	0,450		100	1
21	C6H11N	0,210		100	1
22	H2NCH2CH2NH2	0,100		200	1
23	KCN		0,623	50	3

24	Na2CO3 + NaOH		5,150 + 2,082	250	2
25	H3PO4 + NaH2PO4	0,200 + 0,200		250	1
26	NaHCO3		0,207	50	3
27	NaHS		3,095	250	2

28	NaHSO3		0,135	25	3
29	K2CO3		0,324	50	3
30	HCl + CH3COOH	0,100 + 0,250		200	1
31	Na2HPO4		3,025	200	2
32	C6H5ONa	0,720		100	1
33	NH4Cl		0,132	50	3
34	NH2OH HCl		1,382	200	2
35	HNO3 + C6H5COOH	0,100 + 0,100		100	1
36	NaOH + NaClO		1,120 + 2,975	250	2

37	Na2S		5,122	250	2
38	KOH + NH3	0,100 + 0,200		100	1
39	C6H5NH2 HCl		0,121	25	3
40	NaOH + HCOONa		2,000 + 6,625	250	2

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Примерные варианты индивидуальных заданий на расчет и анализ кривых окислительно-восстановительного титрования

Типы заданий

1.Построить кривую титрования при заданном pH Y М раствора вещества X из колбы ёмкостью Z мл. Титрование методом аликвотных проб.

2.Построить кривую титрования при заданном pH раствора вещества X, приготовленного из навески этого вещества массой Y г в колбе ёмкостью Z мл. Титрование методом аликвотных проб.

3.Построить кривую титрования при заданном pH раствора вещества X, приготовленного растворением навески этого вещества массой Y г в Z мл воды. Титрование методом отдельных навесок.

Примечания.

1.В таблице указана молярная концентрация определяемого вещества, а не его эквивалента.

2.Значение в скобках в столбце «pH» означает непосредственно молярную концентрацию ионов H+.

№	Определяемое		pH		С, моль/л	m, г		VK, мл	Тип
	вещество
	П е р м а н г а н а т о м е т р и я

1	H2O2	2		0,0365			100		1
2	H2C2O4	1		0,0528			250		1
3	FeSO4 7H2O	(0,50)				0,478	50		3
4	Mn(NO3)2 6H2O	7				0,137	25		3
5	Ti2(SO4)3	2		0,0134			100		1
6	SnSO4	2		0,0473			250		1
		Д и х р о м а т о м е т р и я

7	FeCl2 4H2O	1				2,282	200		2
8	K4[Fe(CN)6]	2				9,461	250		2
9	Na2SO3	2,5		0,0943			100		1
10	Аскорбиновая к-та	3		0,0238			200		1

11	CH3OH	2				0,162	50		2
			Б р о м а т о м е т р и я

12	NaNO2		(1,50)			0,769		200	2
13	H2O2		(2,00)		0,0500			50	1

14	HAsO2	(1,00)	0,0143			250	1
15	NH2OH	1	0,116			250	1
16	H2S	0,5	0,100			50	1
	Й	о д и - и й о д о м е т р и я
	(раствор йода содержит KI в пятикратном молярном избытке)
17	Аскорбиновая к-та	4			1,343	250	2

18	NaAsO2	6	0,0622			100	1
19	Na2S2O3 5H2O	5			1,277	100	2
20	SnCl2	4	0,0517			200	1
21	Na2S	8	0,0292			250	1
22	N2H4	6	0,0168			50	1

23	Te	5			0,0743	50	3

24	I2	6			1,380	100	2
		Й о д а т о м е т р и я

25	KI	1		0,252		25	3

26	Аскорбиновая к-та	(0,50)		0,102		50	3

27	C2H5OH	(1,00)		0,218		100	2
28	Hg2(NO3)2	(2,00)	0,0344			200	1
29	Na2SO3	1	0,0832			250	1
		Ц е р и м е т р и я

30	H2O2	(0,50)	0,100			100	1
31	Sn(NO3)2	(1,00)	0,0334			50	1
32	H2C2O4 2H2O	(0,30)		0,718		200	2
33	Na2S2O3	2	0,0179			100	1
		Х л о р й о д о м е т р и я

34	N2H4	2	0,0447			250	1
35	K4[Fe(CN)6]	1		3,838		250	2
36	Гидрохинон	5	0,0802			100	1

37	NaSbO2	8	0,0365			50	1
		Н и т р и т о м е т р и я

38	SnCl2 2H2O	2		2,327		200	2
39	N2H4 HCl	3	0,0500			250	1
40	KI	1		0,154		25	3

ЛИТЕРАТУРА

1.Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. – М.: Химия, 1989. – 448 с.

2.Скуг Д., Уэст Д. Основы аналитической химии. В2т. Т1. – М.: Мир, 1979. – 480 с.

3.Основы аналитической химии. В 2 кн. Кн.2. / Ю.А. Золотов, Е.Н. Дорохова, В.И. Фадееваидр. Подред. Ю.А. Золотова. – М.: Высш. шк., 1999. – 494 с.

4.Лайтинен Г.А., Харрис В.Е. Химический анализ. – М.: Химия, 1979. – 624 с.

5.Кунце У., Шведт Г. Основы качественного и количественного анализа. –

М.: Мир, 1997. – 424 с.

6.Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия (аналитика). В 2 кн. Кн. 2. – М.:

Высш. шк., 2001. – 559 с.

Учебное издание

Башмаков Александр Сергеевич

РАСЧЕТ КРИВЫХ КИСЛОТНО-ОСНОВНОГО И ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ТИТРОВАНИЯ

Редактор Подолужная Н.В.

Набор, корректура, оригинал-макет — автор

Лицензия ЛР №21244 от 22.09.97. Подписано к печати 21.01.2004. Формат 60×84 1/16. Гарнитура «Таймс». Печать офсетная. Усл. печ. л. 2,92. Тираж 300 экз.

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кемеровская государственная медицинская академия Министерства здравоохранения РФ», 650029, Кемерово, ул. Ворошилова, 22А

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 55

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]